УДК [622 272.06 : 622.34 |(035)
Справочник по горнорудному делу/Под ред. В . А. Гребенюка, Я . С. Пыжьянова,
И. Е . Ерофеева. М ., Недра, 1983, 816 с.
Отражает современное состояние техники и технологии подземной разра­
ботки рудных месторождений. Освещен весь комплекс горных работ: геология,
маркшейдерия, осушение, вскрытие и подготовка, проведение и крепление гор­
ных выработок, проветривание и системы разработки, буровзрывные работы,
выпуск и доставка руды, закладка выработанного пространства. Рассмотрены
вопросы рудничной откатки, подъема, армирорки стволов, водоотлива, компрес­
сорного хозяйства, энергоснабжения, связи и автоматизации, вентиляции и тех­
ники безопасности.
Для инженерно-технических работников горнодобывающих предприятий,
проектных и научно-исследовательских организаций. Может быть использован
преподавателями и студентами горных вузов.
Табл. 378 ил. 331, список лит — 119 назв.
А в т о р ы : В. А. Гребешок, Я -С . Пыжьянов , И. Е. Ерофеев, А. С. Б а ­
р ан ов , В. К. В ороненко , Н. Г . Г ар к у ш а , А. С. Д онченко , В. А. Зиновьев ,
В. Р. Именитое, В. В. П а к , А. М. Белоусов , С. А. Бобнев , В . Б. К оняева ,
И. И. М асленников , С. Ф. Северин, Г . В. Соколов , О. А. Сокольников.
Р е ц е н з е н т ы : чл.-кор. АН СССР Д. М. Бронников , канд.
А. С. Воронюк , канд. геол.-минер, наук С. Ф. Борисов , проф. д-р
Г. П. Демидюк , канд. техн. наук А. II. Бугайский , канд. техн. наук
«£#, проф. д-р техн. наук А. Т. Айруни (все ИПКОН АН СССР),
техн. наук В. В. А лексеев -(МГРИ им. Орджоникидзе).
С
000000— 150^ 276—82
043(01)—83
©
техн. наук
техн. наук
«//. Я . 5г//?проф. д-р
Издательство «Недра», 1983
П РЕД И С Л О ВИ Е
«Основными направлениями экономического и социального развития СССР
яя 1981— 1985 годы и на период до 1990 года», утвержденными X X V I съездом
КПСС, определены опережающие темпы развития сырьевой базы черной, цветной
металлургии и предприятий по производству минеральных удобрений. В перспек­
т и в е предстоит ввести в эксплуатацию ряд новых месторождений, повысить эффек­
тивность работы действующих горных предприятий за счет ускорения научнотехнического прогресса, широкого и быстрого внедрения в производство
достижений Науки, техники и передового опыта. В этом плане многое
зависит от своевременного выпуска справочной литературы — концентрирован­
н о й и систематизированной информации для инженерно-технических работников
и организаторов горного производства. Крупным событием в горном деле было
издание справочника по горнорудному делу в 1961 году. Этот фундаментальный
труд, получивший мировую известность, и поныне является важным пособием для
специалистов, связанных с подземными работами. Вместе с тем за 20 лет со времени
его издания произошли существенные изменения: возросли масштабы, глубина и
сложность подземных работ; повысились требования в отношении полноты выемки
полезных ископаемых, комплексного освоения недр, охраны окружающей среды,
безопасности горных работ; практика горного дела пополнилась новыми научнотехническими, технологическими и организационными решениями; установлены
новые стандарты и нормы, уточнены многие понятия и термины, а в связи с пере­
ходом на международную систему единиц измерения физических величин —
эмпирические формулы; в горнорудную промышленность пришло повое поколение
специалистов, подготовленных по новым учебным программам.
Особенно острая необходимость в справочной литературе наблюдается при
освоении месторождений в необжитых районах, где библиотечные фонды техни­
ческой литературы еще не сформированы.
Ввиду необходимости в оперативном выпуске справочника авторы не стре­
мились к созданию многотомного произведения, что требует привлечения более
широкого круга специалистов, сложно в организационном плане и, самое главное,
заняло бы много времени.
В настоящий справочник в минимальном объеме, необходимом для инженеров
и организаторов подземного производства, включены не утратившие своей значи­
мости материалы из предыдущего издания, а также из специальных справочников
(механика, маркшейдера, геолога).
Основное внимание при его подготовке было уделено методическим вопросам и
отбору наиболее полезного материала из обширного объема информации, накоп­
ленного за последние 20 лет. Главная цель справочника — отразить современное
состояние горного дела и тенденции в его развитии. В этом плане большую помощь
оказали сотрудники ИПКОН АН СССР, взявшие на себя труд по рецензированию
рукописи.
В процессе работы над справочником авторы обращались за консультациями
к сотрудникам других институтов, работникам министерств, учтены многие заме­
чания и предложения ИТР горнорудных предприятий, а также сотрудников изда­
тельства.
Можно надеяться, что настоящее издание будет полезным для многих спе­
циалистов горного дела. Вместе с тем, в нем не исключены и недостатки. В се заме­
чания и предложения по справочнику будут приняты авторами с благодарностью,
1*
РАЗДЕЛ
П О РЯ Д О К
И
I
СТРОИТЕЛЬСТВА,
ЛИКВИДАЦИИ
ГОРН ОГО
ЭКСПЛУАТАЦИИ
ПРЕДП РИЯТИЯ
Горное предприятие — промышленное предприятие, находящееся на само­
стоятельном балансе и предназначенное для разработки месторождения полезного
ископаемого, часто совмещаемой с его эксплуатационной разведкой и доразведкой
в пределах горного отвода, а также переработкой добываемых руд.
Р удник — горное предприятие, производящее разработку месторождения
в соответствии с горноотводным актом и состоящее из одной или нескольких
производственных единиц — шахт (штолен), карьеров, поверхностных цехов.
Рудник имеет единое административно-техническое управление.
Шахта — производственная единица, входящая в состав горного предприя­
тия или рудника, которая выполняет подземную добычу полезного ископаемого
в пределах отведенной для нее части месторождения.
Проект горного предприятия — это комплекс технических документов, содер­
жащий схемы, расчеты, чертежи (иногда макеты), сметы и пояснительные записки
с принципиальными обоснованиями принимаемых проектных решений. Проекты
разрабатываются на новое строительство горного предприятия, рудника, шахты
или на их расширение, реконструкцию или техническое перевооружение.
Земельный отвод — земельный участок, предоставляемый землепользова­
телям (горным предприятиям, рудникам или шахтам) для разработки месторожде­
ний полезных ископаемых и строительства поверхностных объектов. Земельный
отвод оформляется государственным актом на право пользования землей, который
выдается землепользователям исполнительными комитетами районных (город­
ских) Советов народных депутатов.
Горный отвод — часть земных недр, предоставляемая организации или пред­
приятию для промышленной разработки содержащихся в ней залежей полезных
ископаемых.
Управление производством н а промышленном предприятии — это научно
обоснованное планирование с определением заданий на конкретный период вре­
мени, контроль за выполнением и регулирование производства с целью его поддер­
жания в заданных параметрах.
Г Л А ВА
1
Д А Н Н Ы Е О МЕСТОРОЖДЕНИИ И УСЛОВИЯ
ЕГО ПРОМЫШЛЕННОГО ОСВОЕНИЯ
§ 1. З апасы руд и металлов по месторождению
От обнаружения отдельных рудопроявлений до открытия месторождения и
утверждения по нему запасов руд и металлов геологоразведочные работы про­
ходят два этапа: первый этап — поиски месторождений полезных ископаемых и
второй этап — разведка месторождений полезных ископаемых. В этапе поисков
выделяются две стадии: предварительные поиски и детальные поиски, или поиско­
во-разведочные работы. В этапе разведки выделяются три стадии: предваритель­
ная разведка, детальная разведка и эксплуатационная разведка.
В результате детальной разведки производится подсчет запасов, обеспечиваю­
щих работу проектируемого предприятия на амортизационный срок. Запасы по
месторождению являются основанием для составления проекта горного пред­
приятия, рудника (шахты) после их утверждения Государственной комиссией
4
запасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР или в порядке,
п£тановленном законодательством Союза ССР.
* С С т а д и ю детальной разведки, как и предыдущие стадии, как правило, выполо т п о д р а з д е л е н и я Министерства геологии СССР, а доразведку эксглуатируемого
я ес т о р о ж д е н и я в пределах горного отвода и эксплуатационную разведку выпол­
няет рудничная геологическая служба горных предприятий.
Н Материалы, полученные б результате доразведки эксплуатируемого место­
р о ж д е н и я в пределах горного отвода, позволяют производить уточнение геологи­
ч е с к и х и промышленных контуров полезного ископаемого и оперативный пересчет
з а п а с о в по соответствующим категориям.
Материалы эксплуатационной разведки дают возможность выбоать наиболее
п рави льн ое
направление горно-эксплуатационных работ. Эксплуатационная
разведка осуществляется за счет основной деятельности предприятия.
§ 2 . Нормативный срок сущ ествования
горнодобывающего предприятия
Под нормативным сроком существования предприятия понимается срок
обеспеченности запасами, выявленными в результате детальной
разведки, при соблюдении их необходимых- соотношений по категориям.
В зависимости от вида добываемого сырья и производственной мощности
предприятий ориентировочно установлены следующие нормативные сроки их
существования:
рудники и карьеры черной металлургии — 20—25 лет, крупные горно-обогатительные комбинаты — не менее 40 лет;
крупные предприятия по добыче алюминиевого сырья, медной, свинцовоцинковой и никелевой руды — 30—40 лет, крупные предприятия по добыче и
производству вольфрама, молибдена, олова, ртути — 20—30 лет, золоторудные
предприятия — 15 — 20 лет;
небольшие предприятия, эксплуатирующие богатые месторождения некото­
рых цветных металлов, золота и ценных видов неметаллического сырья, а также
россыпные месторождения благородных и редких металлов — 5— 10 лет;
крупные предприятия Министерства удобрений и промышленности строитель­
ных материалов — 40—50 лет, средние предприятия — 20—30 лет, сравнительно
небольшие рудники или карьеры — 10— 15 лет.
Для новых районов и крупных месторождений, еще не освоенных промышлен­
ностью, по которым требуются особенно большие капиталовложения, обеспечен­
ность разведанными запасами может быть выше указанных пределов; для старых
районов, где эксплуатируются высокопродуктивные месторождения, допускается
некоторое снижение обеспеченности разведанными запасами.
Более конкретные сроки минимальной обеспеченности разведанными запасами
горнодобывающих предприятий устанавливаются технико-экономическим рас­
четом.
м и ни м альн о й
§ 3.
Категории зап асов и их учет
Запасы твердых полезных ископаемых по степени их изученности подразде­
ляются на разведанные — категории А, В и С, и предварительно оцененные —
категория С2.
Прогнозные ресурсы твердых полезных ископаемых по степени их обоснован­
ности подразделяются на категории Рх, Р2 и Р 3.
Запасы категории А должны удовлетворять следующим требованиям:
установлены размеры, форма и условия залегания тел полезного ископаемого,
изучены характер и закономерности изменчивости их морфологии и внутреннего
строения, выделены и оконтурены безрудные и некондиционные участки внутри
тел полезного ископаемого, при наличии разрывных нарушений установлены их
положение и амплитуды смещения;
определены природные разновидности, выделены и оконтурены промышленные
(тэдологичесцие) типы и сорта полезного ископаемого, установлены их состав,
свойства и распределение ценных и вредных компонентов по минеральным формам;
качество выделенных промышленных (технологических) типов и сортов полезного
ископаемого охарактеризовано по всем предусмотренным кондициями показа­
телям;
технологические свойства полезного ископаемого изучены с детальностью,
обеспечивающей получение исходных данных, достаточных для проектирования
технологической схемы его переработки с комплексным извлечением содержа­
щихся в нем компонентов, имеющих промышленное значение;
гидрогеологические, инженерно-геологические, геокриологические, горно­
геологические и другие природные условия изучены с детальностью, обеспечиваю­
щей получение исходных данных, необходимых для составления проекта разра­
ботки месторождений;
контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требова­
ниями кондиций по скважинам или горным выработкам.
Запасы категории В должны удовлетворять следующим требованиям:
установлены размеры, основные особенности и изменчивость формы, внутрен­
него строения и условий залегания тел полезного ископаемого, пространственное
размещение внутренних безрудных и некондиционных участков; при наличии
крупных разрывных нарушений установлены их положение и амплитуды смеще­
ния, охарактеризована возможная степень развития малоамплитудных разрывных
нарушений;
определены природные разновидности, выделены и при возможности оконту­
рены промышленные (технологические) типы полезного ископаемого; при невоз­
можности оконтуривания установлены закономерности пространственного распре­
деления и количественного соотношения промышленных (технологических) типов
и сортов полезного ископаемого, минеральные формы нахождения полезных и
вредных компонентов; качество выделенных промышленных (технологических)
типов и сортов полезного ископаемого охарактеризовано по всем предусмотренным
кондициями показателям;
технологические свойства полезного ископаемого изучены в степени, необхо­
димой для выбора принципиальной технологической схемы переработки, обеспе­
чивающей рациональное и комплексное его использование с извлечением компо­
нентов, имеющих промышленное значение;
гидрогеологические, инженерно-геологические, геокриологические, горно­
геологические и другие природные условия изучены с полнотой, позволяющей
качественно и количественно охарактеризовать их основные показатели и влияние
на вскрытие и разработку месторождения;
контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требова­
ниями кондиций по скважинам или горным выработкам с включением (при выдер­
жанных мощности тел и качестве полезного ископаемого) ограниченной зоны
экстраполяции, обоснованной геологическими критериями, данными геофизи­
ческих и геохимических исследований.
Запасы категории Q должны удовлетворять следующим требованиям: выяс­
нены размеры и характерные формы тел полезного ископаемого, основные особен­
ности условий их залегания и внутреннего строения, оценены изменчивость и
возможная прерывистость тел полезного ископаемого, а для пластовых месторож­
дений и месторождений строительного и облицовочного камня также наличие
площадей интенсивного развития малоамплитудных тектонических нарушений;
определены природные разновидности и промышленные (технологические)
типа полезного ископаемого, установлены общие закономерности их простран­
ственного распространения и количественные соотношения промышленных
(технологических типов и сортов полезного ископаемого, минеральные формы
нахождения полезных и вредных компонентов; качество выделенных промышлен­
ных (технологических) типов и сортов охарактеризовано по всем предусмотрен­
ным кондициями показателям;
технологические свойства полезного ископаемого охарактеризованы в сте*
пени, достаточной для обоснования промышленной ценности разведанных запасов;
гидрогеологические, инженерно-геологические, геокриологические, горно­
геологические и другие природные условия изучены с полнотой, позволяющей
предварительно охарактеризовать их основные показатели;
б
запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требоваК°к о 11 аииий по скважинам или горным выработкам, с учетом данных геофизиниями
ре0ХНмических исследований и геологически обосновал ной экстрапоцеских и
ЛЯШЗапасы категории С2 должны удовлетворять следующим требованиям:
пазмеры, форма, внутреннее строение тел полезного ископаемого и условия их
Дни я оценены по геологическим и геофизическим данным и подтверждены
вскрытием полезного ископаемого единичными скважинами или горными выра­
ботками;
..
качество и технологические свойства полезного ископаемого определены по
льтатам исследований единичных лабораторных проб либо оценены по анало­
гии с более изученными участками того женили другого подобного месторождения;
гидрогеологические, инженерно-геологические, геокриологические, горногеологические и другие природные условия оценены по имеющимся для других
участков месторождения данным, наблюдениям в разведочных выработках и но
аналогии с известными в районе месторождениями;
контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требова­
ниями кондиций на основании единичных скважин, горных выработок, естествен­
ных обнажений или по их совокупности; с учетом данных геофизических и геохими­
ческих исследований и геологических построений, а также путем геологически
обоснованной экстраполяции параметров, использованных при подсчете запасов
более высоких категорий.
Запасы комплексных руд и содержащихся в них основных компонентов
подсчитываются по одним и тем же категориям. Запасы попутных компонентов,
имеющих промышленное значение, подсчитываются в контурах подсчета запасов
о с н о в н ы х компонентов и оцениваются по категориям в соответствии со степенью
нх изученности, характером распределения, форм нахождения и технологией
извлечения.
На разрабатываемых месторождениях вскрытые, подготовленные и готовые
к выемке, а также находящиеся в охранных целиках горно-капитальных и горно­
подготовительных выработок запасы полезных ископаемых подсчитываются
отдельно с подразделением пс категориям в соответствии со степенью их изучен­
ности.
Прогнозные ресурсы категории Р х учитывают возможность прироста запасов
за счет расширения площадей распространения тел полезного ископаемого за
контуры подсчета запасов по категории С2 или дополнительного выявления новых
тел полезного ископаемого на разведанных, разведуемых, а такж е г:а выявленных
при поисково-оценочных работах месторождениях. Для количественной оценки
ресурсов этой категории используются представления о промышленном типе
месторождения.
Оценка ресурсов основывается на результатах геологических, геофизических
и геохимических исследований площадей возможного распространения полезного
ископаемого, а также на геологической экстраполяции имеющихся данных более
изученной части месторождения о форме и строении тел полезного ископаемого,
ею минеральном составе и качестве (концентрации полезных компонентов),
структурных особенностях, литологических и стратиграфических предпосылках,
определяющих площади и глубины распространения полезного ископаемого,
представляющего промышленный интерес.
Прогнозные ресурсы категории Р2 учитывают возможность обнаружения
в бассейне, районе, рудном узле, рудном поле новых месторождений полезных
ископаемых, предполагаемое наличие которых основывается на положительной
оценке выявленных при крупномасштабной геологической съемке и поисковых
работах проявлений полезного ископаемого, а также геофизических и геохими­
ческих аномалий, природа и возможная перспективность которых установлены
единичными выработками. Количественная оценка ресурсов предполагаемых
месторождений, представления о форме, размерах тел полезного ископаемого, его
минеральном составе и качестве основываются на аналогиях с известными место­
рождениями того же формационного (генетического) типа.
Прогнозные ресурсы категории Р3 учитывают лишь потенциальную возмож­
ность формирования и промышленной локализации месторождений того или иного
7
вида полезных ископаемых на основании благоприятных стратиграфических',
литологических, тектонических и палеогеографических предпосылок, выявленных
при производстве в оцениваемом районе средне- и мелкомасштабной геологических
съемок, дешифровка космических снимков, а также при анализе результатов
геофизических и геохимических исследований. Количественная оценка ресурсов
этой категории производится по предположительным параметрам на основе
аналогии с более изученными районами, площадями, бассейнами, где имеются
разведанные месторождения того же генетического типа.
Запасы полезных ископаемых по их народнохозяйственному значению разде­
ляются на две группы, подлежащие отдельному подсчету и учету: балансовые
запасы и забалансовые. Запасы и месторождения полезных ископаемых, а также
проявления полезных ископаемых подлежат государственному учету по единым
для Союза ССР системам, в том числе ведется государственный кадастр месторож­
дений полезных ископаемых и составляются государственные балансы запасов
полезных ископаемых.
Списание с учета горнодобывающего предприятия балансовых запасов полез­
ных ископаемых, утративших промышленное значение, потерянных в процессе
добычи либо не подтвердившихся при последующих геологоразведочных работах
или разработке месторождения, производится по согласованию с органами госу­
дарственного горного надзора.
Участки недр, представленные для строительства и эксплуатации подземных
сооружений и для иных целей, не связанных с добычей полезных ископаемых,
подлежат государственному учету по единым для Союза ССР системам.
§ 4 . Соотношение зап асов по категориям
Установлены четыре группы сложности месторождений.
1-я группа. Месторождения (участки) простого геологического строения,
преобладающая часть запасов которых содержится в телах полезного ископаемого
с ненарушенным или слабонарушенным залеганием, выдержанными мощностью,
внутренним строением и качеством полезного ископаемого, с равномерным распре­
делением в них основных ценных компонентов, что определяет возможность
выявления в процессе детальной разведки запасов категорий А и В.
2-я группа. Месторождения (участки) сложного геологического строения,
характеризующиеся изменчивыми мощностью и внутренним строением тел полез­
ного ископаемого либо нарушенным их залеганием, невыдержанным качеством
полезного ископаемого или неравномерным распределением основных ценных
компонентов, а также месторождения углей и ископаемых солей простого геологи­
ческого строения, но с очень сложными горно-геологическими условиями разра­
ботки. На месторождениях этой группы выявление при детальной разведке запа­
сов категории А нецелесообразно вследствие недостаточной эффективности и
высокой стоимости геологоразведочных работ. Запасы месторождений (участков)
этой группы развсдуются но категориям В и С2.
3-я группа. Месторождении (участки) очень сложного геологического строе­
ния, характеризующиеся резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения
либо интенсивно нарушенным залеганием тел полезного ископаемого или невыдер­
жанным качеством полезного ископаемого и весьма неравномерным распределе­
нием оснозных ценных компонентов. На месторождениях этой группы выявление
при детальной разведке запасов категории А и В нецелесообразно вследствие
высокой стоимости их разведки и низкой ее эффективности. Запасы месторождений
(участков) этой группы разведуются в основном но категории Сх и частично по
категории С2.
4-я группа. Месторождения (участки) металлов и нерудного сырья весьма
сложного геологического строения, характеризующиеся резкой изменчивостью
мощности и внутреннего строения либо интенсивно нарушенным залеганием тел
полезного ископаемого, а также невыдержанным качеством и весьма неравномер­
ным распределением основных компонентов, разведка которых требует проведения
подземных выработок в больших объемах. Запасы месторождений (участков)
этой группы разведуются по категориям Сх и С2. Дальнейшая разведка этих
8
месторождений (участков) совмещается с их вскрытием и подготовкой к разра­
ботке.
.
Утвержденные в установленном порядке балансовые запасы полезных искоемых (основных компонентов в комплексных рудах), используемые при прем и ­
ровании предприятия по добыче полезных ископаемых, должны иметь следующее
соотношение различных категорий (в процентах):
К атегори я зап асов
А+В
в том числе А не менее
Ci .
С* •
. .
.................. . .
. .
1-я
группа
2-я
группа
30
ю
70
20
—
80
—
З-я
группа
4-я
группа
_
_
—
—
50
50
80
20
Возможность промышленного освоения вновь разведанных месторождений
(участков) всех групп при соотношениях балансовых запасов различных катего­
рий, меньших против указанного, устанавливается ГКЗ СССР (ТКЗ) при утверж­
дении запасов на основе экспертизы материалов подсчета запасов.
На разрабатываемых месторождениях (участках) соотношение категорий
утвержденных балансовых запасов, принимаемое при проектировании рекон­
струкции предприятия по добыче полезных ископаемых или дальнейшего разви­
тия* горно-эксплуатационных работ, может быть меньше указанного и устанавли­
вается соответствующим горнодобывающим министерством на основе опыта
разработки месторождения.
Вскрышные породы, пригодные для использования в качестве строительных
материалов, разведуются предварительно, а при наличии потребности в них —
детально в количестве, определенном плановым органом республики (края,
области) или министерством — потребителем сырья. Должна быть изучена воз­
можность промышленного использования отходов, получаемых по рекомендуемой
технологической схеме переработки минерального сырья.
Должна быть дана оценка возможных источников хозяйственно-питьевого и
технического водоснабжения, обеспечивающих потребность будущих предприятий
по добыче полезных ископаемых и переработке минерального сырья.
При проектировании строительства и реконструкции предприятий по добыче
полезных ископаемых должны быть:
учтены как утвержденное, так и принятые центральными комиссиями по
запасам полезных ископаемых министерств и ведомств (Ц КЗ), а также учтенные
государственным балансом запасов полезных ископаемых СССР запасы данного
месторождения (включая запасы категории С2 и забалансовые) и запасы располо­
женных вблизи не освоенных промышленностью месторождений в целях определе­
ния возможных перспектив развития предприятия, предельной глубины и пло­
щади разработки, выбора способа и места заложения шахтных стволов, определе­
ния карьера, зон обрушения и мест расположения сооружений, подъездных путей
и отвалов;
предусмотрены добыча и использование или временное раздельное складиро­
вание попутных полезных ископаемых, залегающих совместно с основными
полезными ископаемыми, ра:смотрена возможность отработки и переработки
Утвержденных по месторождению (участку) забалансовых запасов совместно
с балансовыми или предусмотрены мероприятия по сохранению забалансовых
запасов для использования их в будущем;
предусмотрены геологическое изучение недр, вскрываемых в процессе строи­
тельства и эксплуатации предприятий по добыче полезных ископаемых, и состав­
ление геологической и маркшейдерской документаций, а также опережающая
проходка горных выработок на всех месторождениях (особенно 4-й группы)
с Целью вскрытия и подготовки к отработке тел полезных ископаемых, запасы
которых оценены по категории Q>.
9
§ 5 . Организация научных исследований
Данные о месторождении, необходимые для проектирования, получают в ре­
зультате исследований геологическими организациями на стадии детальной раз­
ведки и научно-исследовательскими институтами министерств (ведомств).
Геологические организации выдают сведения о качестве полезного ископае­
мого, пространственном распределении природных и технологических типов и
сортов руд, о горно-геологических условиях разработки, физико-механических
свойствах пород и руд и другие данные, необходимые для составления техниче­
ского проекта разработки месторождения.
Технологические свойства минерального сырья изучаются на технологи­
ческих пробах в полупромышленных масштабах, позволяющих разрабатывать
промышленную схему переработки сырья с учетом рентабельности извлечения
компонентов, сопутствующих основному полезному ископаемому.
Природные факторы, физико-механические свойства пород и руд, и в том
числе величина притоков воды в горные выработки и источников водоснабжения
горного гредприятия, определяющие условия ведения эксплуатационных работ
и строительства рудника, выясняются с детальностью, обеспечивающей проекти­
рование добычи руд. Научно-исследовательские организации министерств (ве­
домств) выдают сведения о составе пород, пересекаемых стволами; тектонических
нарушениях с определением плоскостей скольжения на контактах слабых и
крепких пород при крутом залегании (для выбора способа проходки и вида креп­
ления стволов); об углах сдвижения вмещающих пород под влиянием горных
разработок (для обоснованного построения предохранительных целиков); о горном
давлении, горных ударах и водопритоках в зависимости от выбранного порядка
отработки этажей, применяемых систем разработки и физико-механических
свойств пород и руд (для разработки мер безопасности ведения работ) и другие
данные в зависимости от специфики месторождения.
§ 6 . Передача месторождения
для промышленного освоения
Министерство (ведомство), выполнившее геологоразведочные работы (обычно
эго подразделения Министерства геологии СССР), передает разведанное место­
рождение для промышленного освоения министерству (ведомству), осуществляю­
щему эксплуатацию месторождения.
На месторождении, передаваемом для промышленного освоения, должен
быть закончен полностью необходимый комплекс геологоразведочных работ,
запасы полезных ископаемых утверждены Государственной комиссией по запасам
полезных ископаемых при Совете Министров СССР по категориям и в соотноше­
ниях, приведенных в § 4 (по запасам, которые утверждаются территориальными
Комиссиями по запасам полезных ископаемых Министерства геологии СССР
в порядке, устанавливаемом советами министров союзных республик), и выпол­
нены требования действующего положения о порядке передачи разведанных
месторождений полезных ископаемых для промышленного освоения.
§ 7 . Принятие решения о проектировании
и строи тельстве горного" предприятия
Решение о проектировании и строительстве новых, реконструкции и техни­
ческом перевооружении действующих горных предприятий принимается инстан­
цией, имеющей право утверждать проекты.
Проектирование предприятий, зданий и сооружений осуществляется на основе
утвержденных в установленном порядке схем развития и размещения отраслей
народного хозяйства и отраслей промышленности и схем развития и размещения
производительных сил по экономическим районам и союзным республикам, разра­
ботанных на период не менее чем 15 лет (по пятилеткам). Через каждые 5 лет
в эти схемы вносятся необходимые уточнения и составляются схемы на новое
пятилетие.
10
В составе этих схем разрабатываются материалы с необходимыми расчетами,
г повывающими целесообразность проектирования, строительства, реконоукции или расширения предприятий и сооружений, определяются расчетная
^оимость строительства (реконструкции, расширения) и другие основные технико°кономические показатели объектов.
3 При проектировании предприятий, зданий и сооружений производственного
з н а ч е н и я должны учитываться решения, принятые в схемах и проектах район­
ной планировки, в схемах, генеральных планов групп предприятий с общими
о б ъ е к т а м и (промышленных узлов) и проектах планировки и застройки городов и
цругих населенных пунктов.
; ' Проектирование объектов жилищно-гражданского назначения осуществля­
ется на основе утвержденных в установленном порядке схем и проектов районной
планировки, увязанных со схемами развития и размещения отраслей народного
хозяйства и промышленности и схемами развития и размещения производитель­
ных сил по экономическим районам и союзным республикам, проектов плани­
ровки и застройки городов и других населенных пунктов, проектов детальной
планировки.
ГЛ А В А 2
ВЫБОР
ПЛОЩАДКИ
ИНЖЕНЕРНЫЕ
(ТРАССЫ)
ИЗЫ СКАНИЯ
ДЛЯ
И
СТРОИТЕЛЬСТВА,
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
OTRerc.TR0.HHWM за организацию выбора площадки (трассы) для строительства
предприятия, здания и сооружения, подготовку необходимых материалов и
полноту согласований намечаемых проектных решений является заказчик проекта.
В ы б о р п л о щ а д к и (трассы) для строительства осуществляется только
по объектам, включенным в утвержденные титульные списки проектно-изыска­
тельских работ, в районе или пункте, определенном в материалах и расчетах,
выполненных в схеме развития и размещения соответствующей отрасли народного
хозяйства, отрасли промышленности или схеме развития и размещения произво­
дительных сил по экономическому району, союзной республике.
Площадка выбирается в соответствии с земельным, водным и другими законо­
дательствами СССР и союзных республик, а также с учетом проектов районной
планировки и, в необходимых случаях, проектов планировки городов (поселков);
трасса, кроме того, выбирается с учетом общесоюзных и региональных схем
развития соответствующих коммуникаций и сетей (железных и автомобильных
дорог, нефте- и газопроводов, энергосистем, сетей связи и др.).
Площадка (трасса) для строительства предприятия, здания к сооружения,
размеры необходимого земельного участка и намечаемые мероприятия по обеспе­
чению охраны и воспроизводства окружающей среды и пожаро-взрывобезопасности должны отвечать требованиям соответствующих глав СНиП, других норма­
тивных актов и инструкции СН 202— 81.
Для выбора площадки (трассы) под строительство объектов (зг исключением
тех, расширение или реконструкция которых не связаны с освоением дополни­
тельной территории) заказчиком (министерством, ведомством) создается комиссия
из ^представителей: заказчика проекта; генерального проектировщика — проект­
ной организации; территориальной проектной организации Госстроя СССР;
субподрядных проектных и изыскательских организаций (в необходимых слу­
чаях); органов исполкомов Совэтов народных депутатов; министерстза-подрядчика
или по его поручению строительной организации; местных органов государствен­
ного надзора; штабов военных округов и штабов гражданской обороны и других
заинтересованных организаций.
Комиссия составляет акт о выборе площадки (трассы) для строительства,
который оформляется подписями всех ее членов.
Акт о выборе площадки ( трассы ) для строительства утверждается заказчиком
(министерством, ведомством) в установленном законодательством перядке и явля­
й с я документом о согласовании принятых решений и условий на присоединение
предприятий, зданий, сооружений к источникам снабжения, инженерным сетям й
коммуникациям (срок действия согласований должен быть не менее нормативной
продолжительности проектирования и строительства объектов), а также докумен­
том для намечаемых мероприятий по охране окружающей среды.
Задание на проектирование предприятия, здания и сооружения составляется
заказчиком проекта с привлечением генерального проектировщика на основе
материалов и расчетов, выполненных для данного объекта в составе схемы разви­
тия и размещения соответствующей отрасли народною хозяйства и отрасли про­
мышленности, схемы развития и размещения производительных сил по экономи­
ческим районам и союзным республикам и с учетом схемы (проекта) районной
планировки, генерального плана города, населенного пункта, проекта их деталь­
ной планировки и проекта застройки микрорайон; и квартала, а также на основа­
нии утвержденного акта по выбору площадки.
В задании на разработку проекта (рабочего проекта) в соответствующих
случаях должно предусматриваться выделение в проектно-сметной документации
пусковых комплексов. При проектировании объекта с продолжительностью
строительства более двух лет без разбивки па очереди к заданию па проектирова­
ние прикладывается соответствующее разрешение.
Задания на проектирование наиболее крупных и важных предприятий и
сооружений, проекты которых подлежат утверждению Советом Министров СССР,
утверждаются министерствами и ведомствами СССР и Советами Министров
союзных республик.
Задания на проектирование по всем остальным объектам утверждаются
в порядке, установленном для утверждения иросктно-сметиой документации.
И н ж е н е р н ы е и з ы с к а н и я . Акт выбора площадок для строитель­
ства и ситуационный план (схема) предприятия служат генеральному проектиров­
щику и заказчику основанием для заказа на выполнение изысканий: инженерногеодезических,
инженерно-геологических,
инженерно-гидрогеологических,
а также на предмет источников водоснабжения на Сазе подземных и поверхностных
вод.
Инженерно-геодезические изыскания должны обеспечивать получение крупно­
масштабных топографических планов и других топографо-геодезических мате­
риалов, необходимых для разработки генерального плана и проектирования
зданий и сооружений, включая коммуникации.
Масштабы и высоты сечения рельефа топографических съемок должны уста­
навливаться в зависимости от вида работ и типа проектируемых зданий и соору­
жений (табл. 1.1) с учетом масштабов съемок, ранее выполненных для разработки
генерального плана, а также требований, вытекающих из конкретных условий
площадки (пересеченный, горный рельеф местности, застроепность территорий
и др.) и строительных норм и правил.
Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать получение геологи­
ческих материалов, необходимых для разработки генерального плана и проекти­
рования зданий и сооружений, включая коммуникации.
Масштаб инженерно-геологической съемки и число точек наблюдений (вклю­
чая горные выработки) должны устанавливаться в соответствии с числом и распо
ложением горных выработок (табл. 1.2) с учетом сложности инженерно-геологи­
ческих условий, площади исследуемой территории, типа и назначения проекти­
руемых зданий и сооружений.
Категории сложности инженерно-геологических условий устанавливаются
по совокупности факторов (табл. 1.3), глубина горных выработок — в зависимости
от типа фундаментов и максимальных нагрузок (табл. 1.4).
Число горных выработок устанавливается по расстоянию между ними в зави­
симости от сложности инжснерно-геологичсских условий площадки (табл. 1.5),
размеров зданий и сооружений в плане их чувствительности к неравномерным
осадкам. Оно должно быть не менее трех в пределах каждого здания и сооружения,
включая выработки, пройденные ранее.
На участках ограждающих дамб (плотин), накопителей промышленных отхо­
дов и стоков (хвосго- и шламохранилищ, гидрозолоотвалов и т. д.) горные выра­
ботки необходимо размещать по осям дамб через 100—200 м в зависимости от
сложности инженерно-геологических условий. В сложных инженерно-геологи12
Таблица
1.1
Масштабы топографических съемок и высоты сечений рельефа
Участки работ
и типы сооружений
Строительство (реконструкция, расширение)
зданий и сооружений в пределах промышлен­
ной площадки
Строительство ограждающих дамб (плотин)
накопителей промышленных отходов и сто­
ков (хвосто- и шламохранилища, гидрозолоотвалы и др.)
Строительство сооружений водопровода на
базе:
подземных вод (водозаборные сооружения,
станции очистки и др.)
поверхностных вод (водозаборные соору­
жения, береговые колодцы, насосные стан­
ции, станции очистки и др.)
Строительство сооружений канализации:
очистные сооружения, насосные, воздухо­
дувные станции и др.
поля фильтрации и орошения
Трассы внеплощадочных коммуникаций
(подъездные автомобильные дороги и желез­
нодорожные пути, трубопроводы водоснаб­
жения, канализации, промышленных стоков
и др.):
полосы местности вдоль трасс
переходы трасс через естественные препят­
ствия (водотоки, водоемы и др.)
пересечения и сближения трасс с транс­
портными и другими коммуникациями и
сооружениями
сосредоточенные резервы *
* П лощ ади,
зарезерви рован н ы е
под
Масштаб
Высота
сечения
рельефа, м
1 : 2000; 1 : 1000;
1 : 500
2; 1; 0,5
1 : 2000; 1 : 1000
2; 1; 0,5
1 : 1000; 1
500
I : 2000; 1 : 1000;
1 : 500
1 : 1000; 1
500
1; 0,5
2; 1; 0,5
1; 0,5
1 : 2000
|; о,ь
1 : 5000; 1 : 2000
1 : 2000; 1 : 1000;
1 : 500
1 : 1001; 1 : 500
2; 1; 0,5
1; 0,5
1 : 2000; 1 : 1000
1; 0,5
1; 0,5
стр о и тел ьство .
Таблица
1.2
Масштаб инженерно-геологической съемки и число точек наблюдений,
приходящихся на 1 км2
М асш таб
Общ ее число т о ­
чек наблюдений
Ч исло точек н а­
блюдений в виде
горны х вы работок
Р асстоян и е между
горными вы раб от­
кам и, м
1 : 25000
1 : 10000
1 : 5000
6 -1 2
2 5 -4 0
50— 100
2— 4
9— 16
25—50
500—300
250— 150
13
о s
4)
О W О S ® ^
H S M S - y O
я
я os с «
D,u Я Ч
С О Ф сг
К и О
Я о
Л
4 0 5 1 : 0
Я|^со t£ а
а
a°
i f S 8 | S яС . ВЭ ч«
Г 8 8-&
!*£§ * " п§
«
*«-< £
- .5
о я у а -<
е Чо о я
Р D и s 1>
С се т со я
SI S
<—» . о
3 сии я‘
Ни
3 *
я
«
Й о д «5
a g g i i s
и их
характернстика
о л о
М
秧М
£ f “ 8S
X ° 5
„ вП ^
« 2 а
£
I s
SЯ О
с
“ СО
V*
i s *
2я £ф я2
o g ^
С к -9- и я
Я - i o
Зохо
ф ч а«
ф о ф о.
н ОС
•«
2 я
> ,= .Ф я
о 5 0
w <Т>rt
Р.
й 2 о ? к
я ?. и U «
Kgo
я
? а о л « !
п
- sj*
и о -ф
Н
f5
я о ч
и я и. я гт
Фо
ggs
г;
О ь и ^ а
fflo ° ^ o
Я я
. я Ф
- я я о о
R
Я фФ
>* н
^ = X сх
II.
•
| ls
sg f
ф y ffl
&«
§
&| ° s
и та «
о я о „
''-
X
« О Я п.ч
§.« g
§ 3 3 0
о « я С*
я
о Я
К я S
Й >>х
2
ф
йф
g*
i-
o'
° я>
оs
я
И« Ф
, К В”
сложности
if*
•&
о
4 <=я
О
о
>»
5 я со г£
О S3 Я о
и я а о.
фк и
Фо я
и 2 я
sS
о 2
I Я Я
та ~
^ ci О
Я СО Ч
Я
о
о с; и
ф
ф
с.
2 «г
ф ^
о§
51
Я j- я та
о s о Ч2
О та Ф Я
;
я ф о
: со а , о
и я< a s н
!Ё&§
Оо
я
Й 3 0 2&
S 'O
й ?. ф -
>.
ОЧо 3 3
§ ^
я. и и
3 як
я S Я2 я
(I.
Ill)
н
я
s
ЯЧ
я яt w S g «
; . * 3 * яХ § о
н
о »
ф
й °
^
> о Ёо Л
о Оо О
2
я я X rt
5
tc
|2<sS
3 5 S o
ЙS
5 t=
Sc c
я
ч
я
a « о я
Ф о Я
J
rt о я
s
я
rt Я я
^
§«||
с
С
Я
X
Фя
S
Чя 3
к ^ F. ^Я rt
Уя
|
1 з &‘-, s °“ g£|. sg§
а »а
- ф у s
— ” «5 ~
1 ц О О pf rt н ш § si я г >
3 =о н
ssg a
■“ § 2 2
.
rt
О
rt 5Я яrt
и Н
ф я rt та § ё с к
О g Я со
i: rtичо
о фйнОФ
и Я
45 °9>
С Фя я
о
; ф и ф
ч
:3 rt4 Ф4 5О 0С -§ 0С Й. к З . К О
• со
\о
Я
о ^^о
Я я н d £ О
С -й О Я
^ и
у
Й
я ин н
О-л
у ™
Я £
* 2 41
s
я О
я я 5 ^ Я
н яS rt
Я
«■9‘ S 2
О
rt^ н
о Ом
Р. 2 о
с й |
о с < 5 * 5
о й> о о о Л о
и с< я о КСя я
2i а о >»
я Я
Я о. >.
я я £*
± о
О 5 rt
-—• I I ■
X я ё
Я
с
ф ф
и
я 5*я з
rt е ,
З а з »
§ В ч S «
-5
со к
о >>
S схсх
5 S g
я
ИЯ “ 5 S :
0.0 ф ф я ;
5! О *
ЗГ ? а «о к (
£ я о
и м я
Я „
ез О я
Cl Ф
5 5 я
§ я о о :
2 5 я g :
S ° Sг;&ty
ф ф
5 с С о ч
я Оs
Си оз Ф
О ? *“•
S о о
“ с о
Ф Н О £ °>2 t
о о< Г3 о £ !
л
ч
о
с
>.
= = Si н
та rt £
Й
Ч
rt rt
rt чЛ g
я ф
■• Я
ф
Я
Йrt• 03
ф
й)
2 0 0
^ Я
5.
S j
Ф О, Я
о
Ч
Я
Л
S S*2^
«
4 и К < р. о
о ф я s ч
ЮЧ
2 я но
й
« й *
P я 5ж
с.
2 я к»
Ф О с;
a e o s p
Я к и
2 g С 5 5
'О О Я з
ф Ч с; rt
С
у о о
к
и 2®
н wа
а ч н
ф5 г 2 ^s
5
о Ф
Iя
О я
•
Я Ф Ф
С U С с со
3 Я
С я я
§ g2*
s• я « 0 2 =
2 .' 5< о9 =
Я^
< p а о о *го а О
г*! О 2 ^
о
Я
et
О
2 S
с 2 £ 0
с я Я
2СР Л
я 2Л
г; Ф
ф О
о 2
2 О
О .Ф
о
с
П
S я>
о сг s , S < 4
= е я§
g g S . 5 i S 4) о -
я
о х а £
о я н У
ус ловий
ф
С. Й 2
Ц
ф
Я л
X X
Ф Я
к к 3 фЛ
Ф л* ч я
йО«н
Н ь- а *
инженерно-геологических
л
х й 2 « о
С. Ф w 5
Категория
я С a
S& Sg
О 2 к 2
14
s се S 2 *
чч>. ^ 2
2 s«
яя
яя
• 5О <
^я
О
а
чн
с ■ ф та
я ч
s тас
Ф а « Фа
я Н жЯ я
я о Лд
ф
ф
—я d
и я о н й
о фК2 о
ч ч 5 £ о
о я ~ g Ф
ФК ^ Л
£
g я
ОЯ
2
я
О н5*
я 3 я Я я
со о я о я
5и sЯ&о&Ф
я о Ч £Х rt
Л ФфН<
vdhy о
Таблица
Глубины горных в ы р а б о то к для ра зличных типов ф ундаментов
1.4
и нагру зок
Тип фундамента
квадратны й
Максимальная
н агр у зк а на
опору, МИ
0,5
1,0
2,5
5,0
10,0
15,0
50,0
ленточный
Глубина горны х
вы работок от по­
дош вы фундамен­
та, м
М акси м альн ая
р асп р ед ел ен и яя
н а гр у зк а на фун­
дам ент, МН/м
Глубина горны х
вы работок от п о­
дошвы фундамен­
та, м
4— 6
5—7
7—9
9 -1 3
1 1 -1 5
12— 19
1 8 -2 6
0,1
0,2
0,5
1,0
2,0
—
4—6
6—8
8 -1 2
12— 17
17—20
—
—
—
Таблица
1.5
Расстояние между горными выработками
К атегори я слож ности
инж ен ерн о-геологически х
условий
1 (простая)
II (средняя)
III (сложная)
Р асстоян и е, м
1С0— 50
с0 -3 0
3 0 -2 0
ческих условиях и при высоте дамб более 12 м следует дополнительно намечать
через 200—300 м поперечники не менее чем из трех выработок: на оси дамбы и
вблизи обоих контуров подэшвы дамбы. Глубины горных выработок следует
принимать не менее полуторной высоты дамбы.
На полях фильтрации или орошения принимается одна выработка на 2—3 га.
По трассам внеплощадочных коммуникаций размещение и глубина горных
выработок на участках индивидуального проектирования и возведения малых
искусственных сооружений принимаются в зависимости от типа сооружений
(табл. 1.6).
Инженерно-гидрометеорологические изыскания должны обеспечивать получе­
ние гидрологических и климатических материалов, необходимых для разработки
генерального плана и проектирования зданий и сооружений.
Изыскания источников водоснабжения на базе как подземных, так и поверх­
ностных вод должны обеспечивать получение комплекса гидрогеологических,
гидрологических характеристик и зон санитарной охраны источников водоснаб­
жения.
Состав и объем работ в каждом конкретном случае, как и методы проведения
изысканий, решаются проектной организацией совместно с организацией, проводя­
щей инженерные изыскания, на основании требований СН 225—79. Проектная
°рганизация совместно с заказчиком определяет потребность местных строитель­
ных материалов, используемых для строительства рудника (шахты), и выдает
заказ на выполнение соответствующих работ геологоразведочной организации
(как правило, той, которая производила разведку месторождения). Чаще всего
15
Размещение
горных
выработок
по трассам
16
м
коммуникации
Расстоян и е,
внеплощадочных
о.
ю
1
У£
|
Лsо.s^
z§5
*
>>
О
О
I
С5
н8
S s.
S .*
2 s '
со
I
О
й о
о
о
н
о
«
с
я
со
X о
g
о
2
Zi 14
о
о
Я
Я
я
я
к VO
О
—■
2
00
>я
о
3
о
я
X
га
ь
гяа га Р1
>>
Си
м
X
3
S
о
5
с;
о
I
ю
о
о
■I
ю
<9.
^с
S о
о
с»
с
VO
я
X
о
я
80
О
>»
менее
Е
выемок
глубиной
до
их
12 м
и для
полутор­
выемок: то же, что
насыпи
га
я
большой
я
ной высоты
я —
!
О
Для
u
га
о
с
1— 2 м, а при
гг
к
с
о
га
tо
га
на
я
мощности — не
*
05
N
|
Ю
с£>
к
\Э
9S
о
<L>
>>
CJ
<М
сх
2
Си
ь
д
S
*
О
ч*
Я
S
*■■"
*3
Ю
га
Н
О
О
я
и
о
о.
*=С
га
О
>>
ю
0)
v>
rs
Ч
и
О
CJ
а.
О
е
2
О
я
О
оз
Ч
L0
Cl
Cl
fcs: ю
О) >■>
о ССи н
С
CJ
—
га
erf
О
25
О
Си
с
о
со
га
X
о
н
а
х
Ч
S
о
^*->
и
а
§
к
о
о
S-,
о
уs
* 8 .5
к
о
*
о
г*
03
fT>
>
>
чо
£с
<У
td
н
о
VO
га
си
3
ЕС
<м
11
о
о
о;
*
о
53*3
о
о
<1>
си
<у
с
о
X
га
н
о
о а
2 си
о
CQ со
о о
5
X
о1—
со
CU
<L>
хо
<L> £)
Cu
о
о
<D ^
*
Си
г*
—Г О
»т*
с*
О
>»
CQ
*
>>
я й
О
<L> о
is;
л
о
аа
н
о
о
>>
*
а
*
с
о
=*
о
CU
Ч
О
о
ж
сз
сх
**
3^
^5
X
С-.
sS d)
«
о
о.
Си
а5
о
О
СО
►
а
§•
аз
о
си
с
о
о
>1
Си
Н
03 S
Ж О
5 ="
Cl
О
I Л П ]
11^11 <
I
с
и
17
эта же организация по договору с генеральным проектировщиком (или заказчиком)
проходит буровые скважины в 10— 15 м от контура стволов для получения колонки
пород и определения водопритоков в ствол.
П р о е к т и р о в а н и е . В целях дальнейшего улучшения проектирова­
ния и капитального строительства определен ряд требований и мероприятий.
В частности, требуется:
улучшать структуру капитальных вложений за счет повышения удельного
веса затрат на оборудование;
осуществлять постепенный переход в отдельных отраслях к строительству
предприятий (сооружений) за счет кредита, предоставляемого Стройбанком СССР
подрядным строительно-монтажным организациям в размере полной стоимости
строительства предприятия (сооружения) определенной сметой, принятой гене­
ральным подрядчиком, со сдачей готовых предприятий (сооружений) заказчику
«под ключ»;
разрабатывать и утверждать в составе пятилетних планов перечни вновь
начинаемых строительством предприятий и сооружений, а также перечни дей­
ствующих предприятий, намечаемых к реконструкции и расширению, с указанием
основных технико-экономических показателей;
на основе указанных перечней строек, лимитов капитальных вложений и
строительно-монтажных работ, проектов, смет и норм продолжительности строи­
тельства разрабатывать титульные списки строек на весь период строительства,
с разбивкой заданий по годам;
чтобы утвержденные титульные списки был я неизменным плановым докумен­
том на весь период строительства, обязательным для заказчиков, подрядчиков,
плановых, финансовых, банковских и снабженческих органов, поставщиков
оборудования и конструкций;
включать в планы капитального строительства только те стройки, по которым
на 1 июля года, предшествующего планируемому, имеется утвержденная в уста­
новленном порядке проектно-сметная документация, а также рабочие чертежи
на годовой объем работ.
Руководителям производственных объединений (предприятий) предоставлено
право в соответствии с установленными им лимитами капитальных вложений,
строительно-монтажных работ и материальными фондами утверждать титульные
списки на техническое перевооружение предприятий независимо от общей сметной
стоимости работ.
Проектирование предприятий, зданий и сооружений выполняется:
в одну стадию (рабочий проект со сводным сметным расчетом стоимости) —
когда их строительство будет осуществляться по типовым и повторно применяемым
проектам, а также в случае технически несложных объектов;
в две стадии (проект со сводным сметным расчетом стоимости и рабочая
документация со сметами) — для других объектов строительства, в том числе
крупных и сложных.
Состав проектно-сметной документации определяется требованиями инструк­
ции СН 202— 81.
Согласование проектно-сметной документации. Проектно-сметная документа­
ция на строительство предприятия, здания и сооружения, разработанная в соот­
ветствии с нормами, правилами, инструкциями и государственными стандартами
(что дохжно быть удостоверено соответствующей записью главного инженера
проекта в материалах проекта), не подлежит согласованию с органами государ­
ственного надзора. Рабочие чертежи, разработанные в соответствии с утверж­
денным проектом (рабочим проектом), согласованию не подлежат.
Использование в проектах зданий и сооружений, конструкций и изделий,
включенных в территориальные каталоги, а также в ведомственные каталоги для
специализированных видов строительства, утвержденные по согласованию с Гос­
строем СССР, не требует согласования с подрядной организацией, осуществляю­
щей строительство в районе действия данного каталога.
Документация, выполненная с обоснованными отступлениями от действую­
щих норм, правил и инструкций, подлежит согласованию в части этих отступле­
ний с органами государственного надзора и. заинтересованными организациями,
утвердившими их.
18
В отдельных случаях, при изменении в процессе проектирования решений,
при выборе площадки (трассы) строительства, а также при отступ00нии от условий на присоединение объекта к инженерным и транспортным комму*
л е кяЦИям, эти изменения в проектных решениях и отступления подлежат дополИдтечьному согласованию с соответствующим и органами государственного над* * ' заинтересованными организациями.
С о г л а с о в а н и я проектных решений с органами государственного надзора и
з а и н т е р е с о в а н н ы м и организациями д о л ж н ы производиться в одной из инстанций
в с р о к до 15 дней, а в отдельных случаях — до 30 дней в порядке, установленном
Г о с с т р о е м СССР.
Заказчи к
проекта .согласовывает с генеральной подрядной строительно­
м о н т а ж н о й организацией материалы проекта (рабочего проекта) по организации
строительства объекта, а также сметы, составленные по рабочим чертежам.
Генеральная подрядная строительно-монтажная организация рассматривает
с привлечением субподрядных организаций указанные материалы проекта (рабо­
чего проекта) и сметы и представляет заказчику замечания в срок не более 45 дней
со дня получения этих материалов. При неполучении замечаний в s t o t срок про­
ектно-сметная документация считается согласованной и может быть утверждена
заказчиком.
Конструктивные решения зданий и сооружений и сводный суетный расчет
стоимости строительства представляются заказчиком подрядной организации на
заключение.
По поручению заказчика проектная организация — генеральный проекти­
ровщик вносит в проектно-сметную документацию изменения, вытекающие из
принятых заказчиком замечаний генеральной подрядной строительно-монтажной
организации, в месячный срок с момента поручения заказчика.
Утверждение проектно-сметной документации. Проекты на строительство
наиболее крупных и важных предприятий, зданий и сооружений утверждаются
Советом Министров СССР по представлению министерств и ведомств СССР и Сове­
тов Министров союзных республик. Перечни этих предприятий, зданий и соору­
жений ежегодно представляются в Совет Министров СССР Госпланом СССР,
Госстроем СССР и Государственным комитетом СССР по науке и технике.
Указанные проекты.предварительно представляются министерствами и ведом­
ствами СССР и Советами Министров союзных республик на экспертизу в Госстрой
СССР. Государствениый комитет СССР но науке и технике и Государственный
комитет СССР по ценам.
Проекты (рабочие проекты) на строительство предприятий, зданий и соору­
жений (кроме проектов, утверждаемых Советом Министров СССР) подвергаются
экспертизе и утверждаются:
по объектам сметной стоимостью на полное развитие 3 млн. руб. и выше:
министерствами и ведомствами СССР — по всем входящим в их систему строй­
кам в случае, если капитальные вложения на строительство объектов выделяются
этим министерствам и ведомствам СССР;
Советами Министров союзных республик — по стройкам республиканских и
союлпо-республиканских министерств и ведомств союзных республик и исполко­
мов Советов народных депутатов в случае, если капитальные вложения на строи­
тельство объектов выделяются Советам Министров союзных республик (экспертиза
Этих проектов и рабочих проектов осуществляется госстроями союзных республик);
по объектам сметной стоимостью на полное развитие менее 3 млн. руб. в по­
рядке, устанавливаемом:
министерствами и ведомствами СССР — по всем входящим в их систему строй­
кам в случае, если капитальные вложения на строительство объектов выделяются
Этим министерствам и ведомствам СССР;
Советами Министров союзных республик — по стройкам республиканских и
^°юзно-республиканских миниаерств и ведомств союзных республик и исполко­
мов Советов народных депутатов в случае, если капитальные вложения на строие‘1Ьство объектов выделяются Советам Министров союзных республик.
г
Проект (рабочий проект) предприятия, здания, сооружения утверждается
^.Риказом, постановлением, распоряжением министерства, ведомства СССР и
" Jfle'ra Министров союзной республики с указанием данных:
-з а с о в а н н ы х
19
1) наименование предприятия, здания и сооружения, его месторасположение;
2) характер строительства (новое строительство, расширение, реконструкция,
техническое перевооружение);
3) мощность предприятия и годовой объем товарной продукции (вместимость,
пропускная способность, объем услуг и т. п.)
в натуральном выражении, в млн. руб.;
4) общая сметная стоимость строительства,
в том числе:
сметная стоимость строительно-монтажных работ (по сводке затрат);
объектов производственного назначения (по сводному сметному расчету);
объектов жилищно-гражданского назначения;
объектов здравоохранения, культуры, просвещения;
объектов строительной индустрии;
5) стоимость основных фондов:
вводимых в действие — всего, в том числе по объектам производственного
назначения;
выбивающих в процессе строительства (по балансовой стоимости);
6) удельные капитальные вложения на единицу вводимой мощности;
7) численность работающих;
8) производительность труда (годовой выпуск продукции на одного работаю­
щего) в тыс. руб.;
9) фондоотдача (в руб., коп. продукции на 1 руб. вводимых в действие основ­
ных фондов по объектам производственного назначения);
10) гродолжительность строительства.
Утвержденный проект (рабочий проект) предприятия, здания, сооружения
является основанием для планирования и финансирования строительства этого
объекта, заказа основного оборудования, а также заключения договора подряда
на капитальное строительство.
ГЛ А В А 3
ЗЕМ ЕЛЬНЫЙ
И
ГОРНЫЙ
ОТВОДЫ.
ОХРАНА
НЕДР
Государственный акт на право пользования землей. В пределах земельного
отвода землей предприятие пользуется бесплатно, за исключением случаев, уста­
навливаемых Советом Министров СССР.
Отвод земельных участков производится на основании постановления Совета
Министров союзной республики. Для получения отвода земельного участка необ­
ходимо иметь: утвержденный в установленном порядке акт выбора площадки под
строительство горного предприятия, в котором обосновывается потребная площадь
земли, размеры убытков и потерь сельскохозяйственного производства от изъятия
земель; решение исполнительного комитета районного и областного (краевого)
Совета народных депутатов о согласовании акта выбора площадок для промыш­
ленного и гражданского строительства рудника, горною, горно-металлургиче­
ского (обогатительного) предприятия, комбината; решение Министерства сельского
хозяйства республики о правильности и обоснованности выбора площадок и
потребного земельного отвода под промышленное и гражданское строительство.
Этому министерству землепользователь предоставляет согласование с органами
Государственного надзора площадей залегания полезных ископаемых, так как
горный ствод является главной составной частью земельного отвода; утвержден­
ный в устанозленном порядке технический проект на промышленное и граждан­
ское строительство рудника, горного, горно-металлургического (обогатительного)
предприятия, комбината на базе данного месторождения; утвержденный горно­
отводный акт. Министерство сельского хозяйства республики принимает решение
о необходимости рекультивации земель за счет предприятия-землепользователя.
Проект отвода земельного участка (земельный отвод) для строительства
горного предприятия подготавливается проектной организацией одновременно
с разработкой технического проекта горнодобывающего предприятия в увязке
с проектом горного отвода.
20
Приступать к пользованию предоставленным Земельным участком до установ­
ления соответствующими землеустроительными органами границ этого участка
к н атуре (на местности) и вь:дачи государственного акта на пользование землей
зап р ещ ается. Государственный а к т на пользование землей выдается районным
Советом народных депутатов.
Порядок оформления временного пользования землей, наприкер, на опытно­
промышленную разработку устанавливается законодательством союзных респуб­
лик.
Горноотводный акт . Горный отвод предоставляется органами Госгортех­
надзора республики по горноотводному акту.
Размеры горного отвода определяются контурами разведанного месторожде­
ния или его части с учетом зон обрушения, безопасных расстояний от мест про­
изводства взрывных работ.
Проект горного отвода состоит из следующих документов и материалов:
а) пояснительной записки, в которой даются обоснование необходимости
получения горного отвода, краткая геологическая характеристика месторождения
(расположение, тип и размер залежи), данные о состоянии запасов полезных иско­
паемых в пределах горного отвода, сведения о смежных горных отводах, о застроенности территории и об использовании земельных участков над горным отводом,
о других полезных ископаемых, имеющих промышленное значение и находящихся
в недрах данного горного отвода, соображения о комплексной добыче выявленных
разведкой полезных ископаемых;
б) копии топографического (гипсометрического) плана на поверхности в гра­
ницах горного отвода и копии геологических карт и разрезов, характеризующих
месторождение и условия залегания полезных ископаемых, составленных в соот­
ветствии с требованиями действующих инструкций. Па копии топографического
(гипсометрического) плана и при необходимости на геологических разрезах
должны быть показаны: намеченные границы горного отвода, существующие
сооружения и их этажность, контуры залежей полезных ископаемых и их выходы
па земную поверхность или под наносы, границы соседних горных отводов, гра­
ницы землепользований, контуры сельскохозяйственных угодий и почвенных
растений, пашни, устья существующих шахт, штолен, шурфов, скважин, тектони­
ческие нарушения, рельеф поверхности, места размывов, выклиниваний и другие
непригодные к разработке участки месторождения, пункты опорной геодезической
сети. На копии плана в свободной части листа указываются площадь (в гектарах)
проекции горного отвода .на горизонтальную плоскость, дата пополнения плана,
значения координат х, у , z, угловых точек отвода, определяемых графически по
плану-и размерам. На листе копии плана сверху с правой стороны оставляется
место для разрешительной надписи. Масштаб плана принимается в зависимости от
размеров изображаемого участка, от характера и назначения проектируемого
горного предприятия, но должен быть не мельче масштаба 1 : 5000. Для горных
отводов, имеющих значительную площадь, разрешается представление копии
топографического плана в масштабе от 1 ? 5000 до 1 : 25 000. Одна из копий топо­
графического плана, представленного для оформления горного отвода, должна
быть изготовлена на полотняной кальке, лавсане или других материалах, пригод­
ных для длительного хранения;
в) выписка из протокола ГКЗ (ТК З) и соответствующих выписок из таблиц
подсчета запасов полезных ископаемых;
г) справки своей вышестоящей организации, подтверждающей необходимость
получения горного отвода;
Д) заключения территориального геологического управления по проекту
рного отвода, когда специальным решением Совета Министров СССР разрешен
°д месторождения в эксплуатацию без утверждения запасов ГКЗ (ТК З).
Дов ^ 7 б0ТК* местоРожДения полезных ископаемых за пределами горных отвоего 1Р ПЫТН0‘лР°мышленная разработка месторождений полезных ископаемых или
лени а°ТИ 0СУществляется без предоставления горного отвода в порядке, установ­
им законодательством Союза ССР и союзных республик,
отвод
Ш10ВЬ строящихся и реконструируемых горных предприятий горные
в процессе проектирования должны быть предварительно согласованы
21
с управлением округа Госгортехнадзора и оформляться до начала строительства
этих предприятий в месячный срок после утверждения технической проектной
документации.
Финансирование работ по строительству горнодобывающего предприятия
допускается только при наличии горного отвода, оформленного управлением
округа Госгортехнадзора (Госгортехнадзором союзной республики).
Охрана недр. Верховный Совет СССР 9 июля 1975 г. специально рассмотрел
и принял Закон «Об утверждении основ законодательства Союза ССР и союзных
республик о недрах», в котором изложены основные требования в области охраны
недр.
Основными требованиями в области охраны недр являются: обеспечение
полного и комплексного геологического изучения недр; соблюдение установлен­
ного порядка предоставления недр в пользование и недопущение самовольного
пользования недрами; наиболее полное извлечение из недр и рациональное исполь­
зование запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и
содержащихся в них компонентов; недопущение вредного влияния работ, связан­
ных с пользованием недр, на сохранность запасоз полезных ископаемых от затоп­
ления, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и
промышленную ценность месторождений или осложняющую их разработку;
предупреждение необоснованной и самовольной застройки площадей залегания
полезных ископаемых и соблюдение установленного порядка использования этих
площадей для других целей; предотвращение вредного влияния работ, связанных
с пользованием недрами, на сохранность эксплуатируемых, находящихся на кон­
сервации горных выработок и буровых скважин, а также подземных сооружений;
предотвращение загрязнения недр при подземном хранении нефти, газа и иных
веществ и материалов, захоронении предпых веществ и отходов производства,
сбросе сточных вод.
В случае нарушения этих требований пользование недрами может быть огра­
ничено, приостановлено или запрещено органами государственного горного над­
зора и другими специально уполномоченными на то государственными органами
в порядке, установленном законодательством Союза ССР.
Законодательством Союза ССР и союзных республик могут быть установлены
меры материального и морального поощрения пользователей недр, стимулирую­
щие осуществление мероприятий по улучшению использования недр и усилению
их охраны.
В законе также приведен ряд других требований и, в частности, об охране
участков недр, представляющих особую научную или культурную ценность, при
обнаружении которых пользователи недр обязаны приостановить работы на соот­
ветствующем участке и сообщить об этом заинтересованным государственным
органам.
В конечном итоге охрана недр сводится к комплексной разработке месторож­
дений полезных ископаемых за счет использования не только всех полезных мине­
ралов, но и отвальных пород, хвостов обогащения и шлаков металлургических
заводов, например, в закладку выработанного пространства или при строительстве
дорог и пр.
Г Л А ВА 4
СТРОИТЕЛЬСТВО
ГОРНОГО
ПРЕД П Р И ЯТ И Я
§ 8 . Финансирование капитального строительства
Стройбанк СССР и Госбанк СССР осуществляют финансирование государ­
ственных капитальных вложений но стройкам производственного назначения
непрерывно на -основе титульных списков на зесь период строительства в пре­
делах сумм, предусмотренных в утвержденной смете. При перевыполнении плана
капитального строительства в данном году финансирование указанных строек
осуществляется за счет кредита, выдаваемого з соответствии с планом кредито­
вания.
22
Стройбанк СССР и Госбанк СССР выдают заказчикам (производственным
объединениям, предприятиях:) кредит на оплату крупного технологического и
энергетического отечественного оборудования для объектов производственного
назначения до планового срока сдачи оборудования в монтаж. По истечении плано­
вого срока сдачи оборудования в монтаж кредитование продолжается со взима­
нием за пользование ссудой повышенных процентов.
§ 9 . Материально-технические ресурсы строительства
Заказчик и подрядчик на основе заказных спецификаций, которые составля­
ются по техно-рабочему проекту или рабочим чертежам проектной организацией
один раз на весь период комплектования на все виды оборудования, приборов,
кабельных и других изделий, требующихся на полную проектную мощность
(рудник, горизонт, участок, цех), составляют комплектовочные ведомости с учетом
максимального вовлечения остатков неустановленного и излишнего оборудования,
сроков изготовления и монтажа оборудования.
.Министерства, ведомства и другие организации-подрядчики обеспечивают
производство строительно-монтажных работ всеми строительными и монтажными
материально-техническими ресурсами, за исключением материалов и оборудова­
ния, поставка которых возложена на министерства, ведомства и другие организа­
ции-заказчики.
Госснаб СССР переводи? стройки, включенные в государственный план
капитального строительства, ка комплексное снабжение материалами через терри­
ториальные органы материально-техиического снабжения.
По стройкам, осуществляемым хозяйственным способом, выделяются мате­
риальные ресурсы по нормам, утвержденным для соответствующих отраслей, и
они также обеспечиваются необходимыми строительными механизмами и транс­
портными средствами.
§ 10. М ощ ность строительно-м онтажной организации
Потребность в производственных основных фондах, необходимых для обеспе­
чения выполнения заданного объема подрядных строительно-монтажных работ,
рассчитывается в стоимостном зыражении по формуле
« — f ,
(М )
где Ф — среднегодовая стоимость производственных основных фондов в плани­
руемом году (собственных и арендованных), млн. руб.; Р — планируемый годовой
объем подрядных строительно-монтажных работ, выполняемый собственными
силами, млн. руб.; Е — нормативный показатель фондоотдачи с 1 руб. стоимости
производственных фондов.
§11.
Сроки строительства
Сроки
строительства рудников определяются установленными нормами
а в зависимости от сроков происходит распределение капитальных
ложений и стоимости строительно-монтажных работ по годам (табл. 1.9). В состав
I УДника при подземном способе разработки месторождения входят: шахтные
стволы, подземные выработки с технологическим оборудованием и транспортом,
ЗДлахтные здания и сооружения с оборудованием, объекты вспомогательного и
^ суживаю щ его назначения; объекты энергетического хозяйства (высоковольт­
к е линии электропередачи, главные рудничные, тяговые и понизительные под06Г * ИИ> Фидерные и осветительные сети, компрессорные станции, котельные);
эг1е>еКТы т Ран сп °РТн ого хозяйства и связи (железные и автомобильные дороги,
с» КтРовозное депо, экипировочные устройства, блоки ремонтного пункта тяговой
и> автобазы, тракторные базы, устройства телефонизации и сигнализации и
23
Т абл ица
Нормы продолжительности строительства рудников черной и цветной
металлургии с подземным способом разработки (при шахтном вскрытии
месторождения и без специальных способов проходки)
Вводи м ая
П олная го ­
довая
проектная
мощность
рудника
по сырой
руде, млн. т
0,1
0,1
0,3
0,3
0,6
0,6
1
1
1,5
1,5
3
3
5
5
10
10
12
12
О бщ ая продолж ительн ость
стр ои тельства, мес
r эк сп л у а ­
тацию го ­
д о вая мощ­
н ость п ер­
вой очереди
и все го руд­
ника но сы ­
рой руде,
млн. т
0,05
0,1
0,15
0,3
0,3
0,6
0,5
1
0,75
1,5
1.2
3
1,5
5
3
10
3
12
ш ахтн ог о ствола глуби ной (м )
100
22
26
25
30
27
33
—.
—
— .
—
—
—
—
—
—.
—•
—
—
200
26
30
28
33
31
37
37
45
42
53
44
58
51
79
62
101
63
107
300
30
34
32
37
34
40
41
49
46
57
48
62
55
83
66
105
67
111
в том числе
подготови­
тельны й
период
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
4
4
5
5
5
5
Таблица
Нормы продолжительности строительства рудников
черной и цветной металлургии с подземным способом разработки
(при штольневом вскрытии месторождений)
Полная
годовая
проектная
мощ ность
рудника по
сырой ру­
де, млн. т
0,1
0,1
0,3
0,3
0,6
0,6
1
1
1,5
1,5
3
3
24
Вводи м ая
в э к сп л у а ­
тацию г о ­
д о ва я мощ­
ность пер­
вой о чере­
ди и всего
рудника по
сырой р у ­
д е, млн. т
0,05
0,1
0,15
0,3
0,3
0,6
0,5
1
0,75
1,5
1,5
3
1.7
Д лина г л а в ­
ной ш толь­
ни и в ы р а­
боток, про­
ходимы х
из нес до
руд осп уска
(сум м арн о),
м
1100
1100
1100
1100
1100
1100
1300
1300
1300
1300
1300
1300
Длина
штольни,
вск р ы ваю ­
щей рабо­
чий гори­
зон т, и про­
ходимых ИЗ
нее ш треков
(суммарно),
П родолж у [телы ю сть
строитель ►ства, мес
общ ая
в том числе
подготови­
тельный
период
22
26
23
28
24
30
29
37
32
43
31
45
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
и
1600
1600
1600
1600
1600
1600
1800
1800
1800
1800
1800
1800
1.8
Таблица
1.9
р а с п р е д е л е н и е капитальных вложений (числитель) и стоимости
с т р о и т е л ь н о - м о н т а ж н ы х работ (знаменатель) по календарным
г од ам
(I— IX ) строительства для рудников с подземным способом разработки
в процентах от сметной стоимости строительства
м есторож д ений,
Нормы п ро­
долж и тельн ости
стр ои тельства,
мес
00
36
4л zО
48
04
60
/Z
04
QA
1 ио
•
V
VI
VII
V III
IX
—
—
—
1
II
40
60
50
25
50
40
35
25
20
45
35
30
35
10
25
17
35
32
30
36
10
15
22
15
27
30
31
30
20
15
10
20
15
10
25
20
20
25
25
20
20
25
20
10
15
20
—
10
15
8
20
18
20
18
20
18
15
18
10
12
8
12
6
18
16
18
16
18
16
14
16
12
12
8
10
8
9
5
16
15
16
15
16
15
15
15
12
12
8
10
8
8
5
7
15
~ЙГ
15
15
12
8
8
5
III
IV
Годы
Др.); сети и сооружения водоснабжения, канализации, газификации, теплофика­
ции, благоустройства; объекты вспомогательного и обслуживающего назначения
(рудоуправления; ремонтно-механические мастерские, электроремонтные и ре­
монтно-строительные цехи, склады материалов, горючих, смазочных и взрывчатых
материалов, передвижные ремонтные мастерские, бытовые комбинаты).
Продолжительность строительства горно-обогатительного комбината (в со­
ставе рудника, дробильно-сортировочной или обогатительной фабрики) при под­
зем н о м способе разработки месторождения определяется сроками строительства
рудника, а при открытом способе разработки — по наибольшей норме продолжи­
тельности строительства рудника или обогатительной фабрики.
Продолжительность строительства рудника в сложных гидрогеологических
Условиях, требующих применения специальных способов проведения горных
выработок или проведения других особых мероприятий по осушению месторожде­
ния в сложных горно-геологических условиях, обусловливаемых своеобразным
залеганием рудного тела, отличающимся особо неправильной формой, а также
в с°ставе нескольких карьеров или шахт определяется проектом организации
строительства.
Д ля рудников цветной металлургии годовой производственной мощностью
1,5
млн. т принимается коэффициент увеличения продолжительности строиельства 1,1, учитывающий разобщенность и малую мощность рудных тел.
В нормах продолжительности строительства приведены общие положения,
которых предусматриваются различные коэффициенты, учитывающие, в частсти, сложность строительства объектов в сейсмических и северных районах,
25
в районах пустынь и полупустынь. Применение коэффициентов в каждом отдель­
ном случае обосновывается данными проекта или соответствующими справками
проектной организации.
§ 12. Ввод рудника в эксплуатацию
Рудник, зако н ч ен н а строительством (или реконструкцией) в соответствии
с проектом и подготовленный к эксплуатации, предъявляется к приемке заказчи­
ком государственной приемочной комиссии.
Горнорудное предприятие, шахта, цех, участок, производство не могут быть
приняты и введены в эксплуатацию, если:
на них не обеспечены здоровые и безопасные условия труда;
па установленном оборудовании (подъем, подземный и поверхностный транс­
порт, проходческое оборудование и оборудование очистных работ и другое горно­
шахтное оборудование и механизмы) не начата добыча руды, предусмотренная
проектом;
имеются недоделки, препятствующие нормальной эксплуатации рудника
(шахты), и эти недоделки ухудшают санитарно-гигиенические условия и безопас­
ность труда работающих, с отступлением от утвержденного проекта или состава
пускового комплекса;
не выполнены все работы по осушению месторождения в соответствии с утвер­
жденным проектом;
нет разрешения органов, осуществляющих государственный санитарный и
технический надзор, технической инспекции профсоюза и местного комитета
профессионального союза fopnoro предприятия, вводящего рудник (шахту)
в эксплуатацию.
До предъявления государственной приемочной комиссии к приемке в эксплуа­
тацию рудника (шахты) производится их приемка рабочими комиссиями, назна­
чаемыми заказчиком. Заказчик не в праве эксплуатировать объекты, не принятые
рабочими комиссиями.
Заказчик несет ответственность за: своевременную подготовку рудника
(шахты) к добыче руды (укомплектование кадрами, обеспеченность вскрытыми,
подготовленными и готовыми к выемке запасами руды в соответствии с нормами,
утвержденными министерствами (ведомствами), материалами, энергоресурсами
и др.); проведение комплексного опробования оборудования; наладку технологи­
ческих процессов; ввод в эксплуатацию рудника (шахты); освоение проектной
мощности в установленные сроки.
Датой ввода в эксплуатацию рудника (шахты) считается дата подписания
акта государственной приемочной комиссией.
ГЛАВА 5
ОРГАНИЗАЦИЯ
ГОРНОГО
П Р ЕД П Р И Я Т И Я
§ 13. Структура подземного горного предприятия
Структура управления предприятием должна быть экономичной, исключать
параллелизм в работе, охватывать все аспекты управления, способствовать все­
мерному повышению эффективности производства.
В горнорудной промышленности накоплен значительный опыт дифференци­
рованного подхода к формированию структур управления в зависимости от харак­
тера и объемов производства, которые обобщенно сводятся в типовые структуры
и штаты.
По отдельным министерствам различают типовые структуры управления и
штаты структурных подразделений, входящих в состав горно-обогатительных,
горно-металлургических предприятий на правах самостоятельных производствен­
ных единиц или на правах цехов.
26
Структурным подразделением, ведущим добычу полезного ископаемого под­
способом, может быть рудник, шахта или горный участок, подчиненный
непосредственно предприятию.
Рудник или шахта создаются, как правило, на базе нескольких горных
участков.
Горные участки могут быть очистные, горно-подготовительные, смешанные,
буровых работ, внутришахтпого транспорта, закладочных работ и др.
Критерием создания структурных подразделений (шахт, рудников, горных
участков) является приведенный годовой объем горной массы (тыс-м3).
зе м н ы м
Q = Q04 + Qup р ° ч- ,
Г пр
(1.2)
где <2оч — годовой объем горной массы с очистных работ, тыс-м3; Quр — годовой
объем горной массы с прохолческих работ, тыс-м3; Роч\ Р ир— годовая произво­
дительность труда горнорабочих на очистных и проходческих работах, тыс-м3.
Приведенный объем горной массы корректируется коэффициентами в зависи­
мости от мощности рудных тел, систем разработки, видов работ и т. п. Так, при
проходке стволов шахт фактический объем горной массы с учетом трудоемкости
умножается на 1,4.
В различных отраслях минимальные приведенные объемы горной массы,
необходимые для создания структурных подразделений, имеют отклонения, однако
общий принцип сохраняется.
Так, в цветной металлургии для создания горного участка необходим при­
веденный объем 16,5 тыс-м3, а в редкометальной подотрасли— 11 тыс-м3.
Минимальный приведенный обьем рудника, шахты составляет 64 тыс-м3,
буровзрывного участка — 150, участка подъема — 200, участка внутришахтного
транспорта — 100 тыс-м3.
Структурные подразделения при меньших объемах работ создаются с разре­
шения соответствующих министерств.
§ 14. Норматив численности
инженерно-технических работников и служащих
Творческий характер труда ИТР и служащих, преобладание в нем элементов
умственного труда, большой удельный вес операций, не поддающихся непосред­
ственному наблюдению, неравномерность в работе и другие специфические особен­
ности усложняют задачу нормирования, однако не исключают возможность ее
решения. Наиболее оправданным методом нормирования инженерного труда
является статистический анализ.
При применении статистического анализа необходимая численность работни­
ков в конкретных условиях устанавливается с помощью двух видов нормативных
материалов:
по нормативам численности;
по нормам обслуживания и управляемости.
Нормирование труда по нормативам численности применяется для определе­
ния необходимой численности ИТР и. служащих по функциям управления и
Должностям.
Последний вид нормирования нашел наиболее широкое применение в горно­
добывающей промышленности.
В основу определения нормативной численности ИТР и служащих по функ­
циям управления положен глубокий анализ первичного учета и отчетных данных,
передового опыта, поэтому нормативы отражают структуру и штаты подразделе*
нии торного производства с наилучшей организацией управления.
с
П товы с структуры, штаты и нормативы численности для рудников и шахт
. л°Дземной добычей в зависимости от объемов приведенной горной массы делятся
а пять групп. В каждой группе определяются минимальное и максимальное
з н1?'1е,1ИЯ штатных единиц, соответствующие минимальному и максимальному
- учению приведенного объемэ в пределах этой группу.
27
Группы типовых структур и штатов не являются основанием для определения
группы по оплате труда руководящих и инженерно-технических работников.
Нормативами устанавливается списочная численность инженерно-тсхнических работников и служащих.
Нормативная численность горных мастеров участка очистных работ Н (ч)
определяется в зависимости от приведенного объема горной массы Q, добываемой
участком, и численности рабочих Р , выполняющих работу под руководством гор­
ных мастеров:
Нч = 0,040Р + 0,006Q.
(1.3) -
Для участков смешанных работ
Нч = 2 , 3 5 + 0 .0 0 9 Q + 0.018Р .
(1.4)
Если участок соответствует критериям формирования, то численность масте­
ров принимается из расчета одного человека в смену.
Списочная численность мастеров при трехсменном графике работы рудника и
инженерно-технических работников равняется трем. При непрерывном графике
работы рудника и шестидневной рабочей неделе ИТР применяется коэффициент
1,17, при шестидневном режиме работы рудника и пятидневной рабочей неделе
ИТР применяется коэффициент 1,4.
При определении нормативной численности по функциям управления расчет
ведется по следующим функциям:
общее линейное руководство основным производством;
техническая подготовка производства;
геологическая подготовка производства;
маркшейдерская подготовка;
нормирование труда и заработной платы;
ремонтно-механическое обслуживание;
электромонтажное обслуживание;
те>:нико-экономическое планирование;
складское хозяйство;
табельный учет;
контроль состояния техники безопасности;
охрана труда;
общее делопроизводство;
хозяйственное обслуживание.
При определении численности по этим функциям управления учитываются
факторы, оказывающие наибольшее влияние на этот показатель (численность
работающих, наличие горизонтов, приведенный объем производства, численность
рабочих по функции и т. п.).
Исходя из суммы нормативной численности по функциям разрабатываются
типовые штаты.
Номенклатура должностей принимается в соответствии с «Единой номенкла­
турой должностей служащих» и действующей в отрасли схемой должностных
окладов руководящих и инженерно-технических работников горных предприятий.
§ 15. Режим работы подземного рудника
Основным видом рабочей недели для рабочих и служащих страны является
пятидневная рабочая неделя с двумя выходными днями. Планомерный перевод
рабочих и служащих на пятидневную рабочую неделю был в основном завершен
в 1967 году/
В случае, если перевод предприятия на режим пятидневной рабочей недели
нецелесообразен по характеру производства и условиям работы, может быть
установлен и другой режим работы.
В силу специфики подземного производства и условий горных работ на рудни­
ках могут применяться режимы: пятидневной рабочей недели с двумя выходными
днями, шестидневной рабочей недели Q одним выходным днем и непрерывной
рабочей недели.
С уточн ы й
режим определяется числом рабочих смен и их продолжитель-
Н° СЛП р о дол ж и тел ьн ость рабочей смены на работах с вредными услови ям и труда
режиме пятидневной недели не должна превышать 7 ч 12 мин; при режиме
пятидневной недели с учетом обеспечения нормы рабочей недели 36 ч — 6 ч.
Ш При непрерывной рабочей неделе для рабочих может быть установлен скольяший график выходов с 6-часовым рабочим днем и одним выходным днем или
7 -часовым рабочим днем и двумя выходными днями. При этом вводится дополни­
те тьный рабочий день в одну из суббот для обеспечения годового баланса рабочего
времени.
.
При непрерывной рабочей неделе невозможно проведение планово-предупред и т е л ь н о г о ремонта оборудования, горных выработок; трудно достичь постоянства
с о с т а в а рабочих в смене г о р н о г о мастера; работники, отдыхая по скользящему
графику, часто не имеют общего выходного дня с другими членами семьи.
Пятидневная рабочая неделя удобна в отношении отдыха трудящихся и
ремонта, однако в этом' случае использование рабочего времени недели наиболее
низкое, так как максимальная интенсивность труда горнорабочих находится
в интервале между вторым и пятым часами смены.
При режиме шестидневной рабочей недели с. одним общим выходным днем
производительность труда на 10— 15 % выше, чем при пятидневной неделе, име­
ется возможность проведения плановых ремонтов, общественных мероприятий
для всего коллектива, трудящиеся имеют общий выходной день с семьей.
Для горнодобывающих предприятий при шестидневной рабочей неделе
наиболее характерен трехсменный режим работы с перерывами между сменами
по два часа. При мелкошпуровой отбойке к этим перерывам приурочиваются
взрывные работы и проветривание горных выработок, осмотр стволое и подъемных
машин.
Широкое применение на добыче руды подземным способом высокопроизводи­
тельного самоходного оборудования, требующего тщательного технического обслу­
живания, позволяет организовать работу на очистных работах в две смены,
а третья смена отводится для его технического обслуживания и ремонта. При этом
транспорт руды из рудоспусков и выдача ее по стволам производится в три смены.
При режиме пятидневной работы перерывы между сменами соответственно
сокращаются, в результате чего могут возникать дополнительные потери рабочего
времени из-за задержки проветривания забоев и но другим причинам.
Графики выходов рабочих должны предусматривать строгое чередование для
рабочих ночных и дневных смен, полную укомплектованность бригад, наиболее
эффективное использование рабочего времени и строгое соблюдение баланса этого
времени, предусмотренного законодательством о труде.
§ 16. Тарификация работ и рабочих
Организация заработной платы и ее регулирование осуществляются при
помощи тарифной системы, форм и систем оплаты труда.
Под тарифной системой подразумевается совокупность нормативов, устанав­
ливающих уровень заработной платы и ее дифференциации в зависимости от
занятости рабочих в сфере производства, их квалификации и условий труда.
Составными частями тарифной системы являются тарифно-квалификационные
справочники, тарифные сетки и соответствующие им тарифные ставки.
Ставки оплаты труда являются основным элементом тарифной системы,
Регулирующим уровень заработной платы отдельных категорий рабочих. При
помощи тарифной системы устанавливают различные уровни заработной платы по
тарифу для рабочих разных отраслей промышленности (отраслевое регулирование), регулируют и дифференцируют заработную плату внутри отрасли (производ­
ственное регулирование), а внутри предприятия системы тарифных ставок учиты*
а,от производственное значение рабочих, а также условия их труда.
Тарифная сетка устанавливает соотношение в тарифных ставках отдельных
8алификаций рабочих. Число разрядов в тарифной сетке устанавливает степень
Дифференциации тарифных ставок, а разрядные коэффициенты — соотношение
тавдк между отдельными разрядами сетки.
29
Тарифно-квалификационный справочник (ТКС) представляет собой сборник
квалификационных характеристик по профессиям и специальностям рабочих и
работ в данной отрасли промышленности. В квалификационной характеристике
каждой профессии изложены: конкретное содержание работы, минимальный объем
технических и общих знаний и производственных навыков, а также перечень основ­
ных работ, которые соответствующий рабочий должен уметь выполнять, обеспечи­
вая выпуск качественной продукции. Таким образом, ТКС служит практическим
пособием для определения квалификации работ и присвоения рабочему тарифного
разряда в соответствии с его профессией и квалификацией.
ТКС могут пересматриваться с учетом изменения требований, предъявляемых
к квалификации рабочих в связи с техническим прогрессом, внедрением комплекс­
ной мзханизации, совершенствованием технологии и научной организации труда.
ТКС всех отраслей народного хозяйства, а также все изменения и дополнения
к ним утверждает Государственный комитет ло труду и социальным вопросам по
согласованию с соответствующим центральным комитетом профсоюза.
Квалификационные характеристики в ТКС по каждому тарифному разделу
построены, как правило, по трем разделам: характеристика работ, что должен
знать рабочий и примеры работ. При сдельной оплате труда по ТКС определяют
разряды нормируемых работ. Труд рабочих-сделыциков оплачивают по разряду,
к которому отнесена данная работа, а не по тарифному разряду, присвоенному
исполнителю. Сопоставление фактического разряда работы с разрядом рабочих
позволяет судить об эффективности использования рабочих кадров.
§ 17. Схемы должностных окладов И ТР и служащих
Закон распределения по труду, т. е. оплата труда инженерно-технцческих
работников и служащих по количеству и качеству труда, находит конкретное
выражение в схемах должностных окладов, которые предусматривают по каждой
должности минимальные и максимальные размеры окладов. Это позволяет руко­
водителям предприятий дифференцировать оплату труда инженерно-технических
работников и служащих в зависимости от их опыта, уровня знаний и качества
труда.
Во всех отраслях народного хозяйства предприятия и цеха по уровню долж­
ностных окладов подразделяются на группы в зависимости от объема и характера
производства.
В отношении схем должностных окладов рудники и шахты делятся на четыре
группы, горные участки — на три группы (табл. 1.10).
Показатели для отнесения предприятий к группам по представлению мини­
стерств Союза ССР утверждаются Государственным комитетом по труду и со­
циальным вопросам.
Отнесение предприятий, производственных объединений к группам по оплате
труда в соответствии с утвержденными показателями производится министерст­
вами СССР или по их поручению республиканскими, министерствами, Всесоюз­
ными промышленными объединениями.
Установление групп рудникам, шахтам (на правах цехов), участкам произ­
водится руководителем производственного объединения, предприятия.
Наименование структурных подразделений, должностей инженерно-технических работников и служащих должно строго соответствовать номенклатуре под­
разделений и наименованиям должностей в схемах должностных окладов.
В отдельных группах предприятий и цехов схемами должностных окладов
некоторые должности не предусмотрены и вводить их в штатное расписание нельзя.
Так, должность заместителя главного инженера рудника, шахты предусмотрена
для предприятий I и II групп и не предусмотрена для предприятий I I I и IV групп.
На рудниках IV группы не предусмотрено участкового деления, поэтому на­
чальник очистных и горных подготовительных работ схемой не предусмотрен.
Для некоторых должностей должностные оклады устанавливаются незави»
симо от группы по оплате труда. Это относится к участковым геологам, маркшейг
дерам, горным нормировщикам и др. Сумма установленных должностных окладов
по штатному расписанию, как ирарило, не должна превышать средней суммы долж­
ностных окладов,
Таблица
1.16
для отнесения предприятии к группам по оплате труда
для ц в е т н о й металлургии
П о ка за тели
Виды предприятий
предприятия, добывающие р у ­
подземным способом без обогаще­
ния
Группа
по оп лате
Годовая добыча
горной массы, ты с. м3
II
III
IV
I
11
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
I
II
III
I
II
III
IV
Свыше 500
2 0 0 -2 5 0
1 0 0 -2 0 0
5 0 -1 0 0
Свыше 250
1 0 0 -2 5 0
5 0 -1 0 0
3 0 -5 0
Свыые 160
100— 160
6 0 -1 0 0
40—60
Свыше 50
35—50
1 5 -3 5
Свыше 30
2 0 -3 0
1 0 -2 0
Свыше 100
6 0 -1 0 0
4 0 -6 0
3 0 -4 0
Горны е
ду
j o же, с обогащением
Шахты, рудники
Горные эксплуатационные
участки (подземные работы)
Участки подготовительных работ
Шахты, рудники золотодобывающей,
редкометальной промышленности
§ 18. Формы и системы заработной платы труда рабочих
В промышленности применяются повременная и сдельная формы заработной
платы.
Эти формы подразделяются на системы заработной платы.
Сдельная форма оплаты труда включает прямую сдельную, сдельно-пре­
миальную, сдельно-прогрессивную, аккордную и косвенную системы, а повремен­
ная — простую повременную и повременно-премиальную.
По способам начисления заработной платы формы заработной платы подраз­
деляются на индивидуальные и коллективные системы оплаты труда.
Сдельная форма оплаты труда основана ня количественных показателях
работы, точно определяющих результаты труда рабочих.
Необходимым условием применения сдельной формы является правильное
научное нормирование труда. Технически обоснованная норма выработки (времени) рабочего служит для расчета за изготовление единицы продукции или вы­
полнение отдельной операции по сдельной расценке.
Расценка может быть установлена на каждую единицу изготовленной про­
дукции (операцию) или на весь объем работ, взятый в целом (аккордно).
Расценка может быть неизменная (прямая) или переменная, прогрессивно
°озрастающая в зависимости от степени перевыполнения норм выработки.
В том случае, когда применяются нормы выработки, расценка
Т.
И
г^е Тди — дневная тарифная ставка соответствующего разряда работы; 7/вНоРма выработки на смену.
31
За период времени /к тарифный заработок рабочего
З'г — Р II в/к .
(1.6)
Отношение разности фактического Зф и тарифного заработка к тарифному
работку определяет фактический приработок рабочего, % :
за.
(1 .7 )
Коллективная сдельная система оплаты труда применяется, как правило, на
тех участках работ, где по условиям организации производства и ведения техноло­
гического процесса необходимы одновременные совместные действия группы рабо­
чих и не представляется возможности определить результаты труда каждого ра­
бочего в отдельности. Эта система является основной при работе комплексных
бригад на очистных и проходческих работах. Она материально заинтересовывает
всех рабочих в конечных результатах производства, развивает чувство коллекти­
визма в работе, способствует развитию взаимозаменяемости и взаимопомощи
в работе, стимулирует рабочих к совмещению профессий.
Выбор показателя коллективной сдельной оплаты труда должен соответство­
вать условиям данного производства, быть простым и легко поддаваться учету.
Постановлением Центрального Комитета, КПСС и Совета Министров СССР
«Об улучшении планирования и усилении зоздействия хозяйственного механизма
на повышение эффективности производства и качества работы» от 12 июля 1979 г.
№ 595 предоставлено право коллективам (советам.) производственных бригад
в пределах установленных им нормативов и средств определять размеры премий
и заработка, выплачиваемых за результаты работы всего коллектива бригады,
с учетом реального вклада каждого члена бригады в общие результаты работы;
представлять членов бригады к установлению надбавок и доплат за профессио- j
нальное мастерство и совмещение профессий.
Расчет комплексной расценки зависит от того, в каких единицах измерений
выражены производственные пооперационные работы, включаемые в комплекс
задания бригады. Общую комплексную расценку определяют путем суммирования
сдельных расценок, исчисленных по операционным работам.
Сдельно-премиальная система оплаты труда заключается в том, что рабочимсделыцикам сверх сдельного заработка по прямым сдельным расценкам выплачи­
вают премию за выполнение и перевыполнение установленных конкретных коли­
чественных показателей работы. В зависимости от особенностей производства и
характера выполняемых работ устанавливают различные показатели преми- *
рования.
Показатели и условия, размеры и порядок выплаты премий рабочим-сделыцикам устанавливают руководители предприятий и организаций в с о о т в е т с т в и и
с действующими типовыми положениями о премировании, установленными для
различных отраслей и видов производств.
Косвенная сдельная оплата труда отдельных рабочих или группы рабочих
(бригады) производится по результатам работы обслуживаемых ими рабочихсдельщиков или производственных участков.
Эта система применяется в основном для оплаты вспомогательных рабочих
(дежурных слесарей, электриков и т. п.).
Аккордная система оплаты т руда является одной из разновидностей сделку!
ной оплаты труда. Сущность этой системы заключается в том, что норму выработки
и сдельную расценку для бригады и отдельных рабочих устанавливают на весь
заранее определенный объем работы без разбивки на отдельные виды работ и опе­
рации, В аккордном наряде заранее определяют и срок выполнения установленногэ объема работы.
Аккордную оплату вводят для усиления материальной заинтересованности 1
рабочих в повышении производительности груда и сокращения срока выполнения
работ.
Д ля определения общей суммы заработной платы бригады, работающей по
аккордной системе оплаты труда, предварительно составляют калькуляцию на
весь объем аккордных работ на основе действующих на предприятии норм выра­
ботки (времени) и расценок.
32
За сокращение срока выполнения аккордного наряда при хорошем качестве
вводится премирование.
П овременную форму оп латы тр у д а широко применяют в условиях строго
регламентированных технологических процессов, высокомеханизированных и
автоматизированных производств, на работах но текущему ремонту.
При введении повременной формы оплаты труда должны соблюдаться следую­
щие условия ее применения, обеспечивающие строжайшее соблюдение принципа
р а с п р е д е л е н и я по труду:
1. Строгий контроль и учет фактически отработанного времени рабочимиповременщиками.
2. Правильная тарификация рабочих-повременщиков в соответствии с их
квалификацией и разрядом выполняемых ими работ.
3. Разработка и правильное применение обоснованных норм обслуживания,
нормативов численности рабочих-повременщиков.
4. Разработка и правильное применение обоснованных норм выработки и
нормированных заданий.
При простой повременной системе оплаты труда заработок рабочего опреде­
ляют в зависимости от тарифной ставки, соответствующей его квалификации, и
количества отработанного времени. Эта система по способу начисления заработ­
ной платы имеет три разновидности: почасовую, поденную и помесячную.
При повременно-премиальной системе повременную оплату труда дополняют
премированием за достижение определенных количественных и качественных по­
казателей.
В горной промышленности повременная форма оплаты труда распростра­
няется в основном на рабочих подъема, обслуживания подземных подстанций,
водоотлива и т. п.
§ 19. Производительность труда
На уровень производительности труда в горнорудной промышленности
определяющее влияние оказывают такие факторы, как механизация трудоемких
и тяжелых работ, уровень организации труда и производства, организация работ
по графикам цикличности, повышение квалификации рабочих и правильная оп­
лата их труда, развитие социалистического соревнования за выполнение коллек­
тивных планов бригад, участков, шахт, рудников, борьба за культуру производ­
ства. Производительность труда измеряется количеством продукции, произведен­
ной работником в единицу времени.
На предприятиях, изготовляющих однотипные изделия, выпуск продукции
измеряют в натуральных единицах, а выработка одного рабочего определяется
в тысячах штук кирпича, тоннах угля, кубометрах горной массы и т. д.
Общепринятым для народного хозяйства страны и отдельных самостоятель­
ных предприятий показателем производительности труда является денежный
измеритель — выпуск валовой продукции на одного трудящегося промышленно­
производственного персонала в месяц, год.
Показатель производительности труда горнорудных предприятий в денежном
выражении яявисит как от уровня производительности труда в натуральных пока­
зателях, так и от природных условий — прежде всего содержания металлов в до­
бываемых рудах, поэтому не всегда позволяет объективно оценить заслуги кол­
лектива.
В горнорудной промышленности различают производительность труда за^оойного рабочего, подземного рабочего и рабочего по руднику (шахте). Последний
показатель является наиболее обобщающим и дает полную характеристику уровня
организации производства и труда.
Устанавливаемая в плане среднесписочная численность рабочих отличается
от явочной численности, так как часть рабочих должна находиться в отпуске, вы­
полнять государственные или общественные обязанности, может болеть.
Отношение списочного состава к явочному составу называется коэффициентом
списочного состава.
Помимо факторов, указанных выше, величина этого коэффициента зависит от
режима работы шахты. При непрерывном режиме работы этот коэффициент зна­
чительно возрастает.
9
П/р В . А. Гребенюка и др.
ПЛ
33
ГЛАВА 6
КОНСЕРВАЦИЯ И Л И К ВИ Д АЦИ Я
ГОРНОДОБЫВАЮ ЩЕГО ПРЕД П Р И ЯТИ Я
Консервацией (полной или частичной) горнодобывающего предприятия на­
зывается временная остановка горных и других связанных с ними работ с об я­
зательным сохранением возможности приведения основных горных выработок и
сооружений в состояние, пригодное для их эксплуатации или использования для
других нужд народного хозяйства.
Консервация называется сухой, когда имеющиеся водоотливные средства
остаются в действии, обеспечивается водоотлив из горных выработок и их поддер­
жание совместно с сооружениями в состоянии, пригодном для их эксплуатации;
при мокрой консервации работа водоотлива прекращается, а выработки затоп­
ляются.
Предусмотренное проектом (планом) горнодобывающего предприятия сезон­
ное прекращение горных работ консервацией не считается.
Ликвидацией горнодобывающего предприятия называется окончательное
прекращение горных и других связанных с ними работ предприятия. Ликвидация»
как правило, производится только после полной отработки или списания балансо­
вых запасов месторождения и при отсутствии перспектив их прироста.
Для получения разрешения на полную или частичную консервацию или
ликвидацию горнодобывающего предприятия руководство этого предприятия
направляет своей вышестоящей организации (шахто-, рудоуправлению, тресту,
комбинату, исполкому Совета народных депутатов и т. д.) письменное заявление,
содержащее обоснование намечаемой консервации или ликвидации предприятия.
Одновременно с возбуждением вопроса о необходимости консервации или
ликвидации горнодобывающего предприятия руководство этого предприятия обя­
зано письменно уведомить об этом управление округа Госгортехнадзора (Госгор­
технадзор союзной республики), а также смежные горные предприятия и другие
заинтересованные организации и предприятия.
Вместе с заявлением направляются в двух экземплярах следующие графиче­
ские и текстовые материалы:
а) копии основной горнографической документации (вертикальных проекций,
разрезов), топографических планов земной поверхности, погоризонтных планов
горнодобывающего предприятия, а также геологическую карту месторождения
полезного ископаемого.
Указанная документация должна быть составлена и оформлена в соответствии
с требованиями «Инструкции по производству геологических и маркшейдерских.
работ», полностью отражать состояние запасов и разведанности месторождения
полезных ископаемых, состояние горных выработок, рельеф и ситуацию земной
поверхности;
б) справки:
об остатках балансовых и забалансовых запасов полезных ископаемых, в том
числе промышленных, с разделен нем на вскрытые, подготовленные и готовые
к выемке;
о запасах полезных ископаемых в предохранительных и другого вида целиках
с указанием состояния этих запасов;
о наличии хвостохранилищ и отвалов горной массы, их объеме и содержании
в них полезных компонентов, которые могут быть использованы в народном хозяй­
стве;
о состоянии надшахтных зданий, сооружений и водоотливных установок;
о
наличии подземных пустот и состоянии горных выработок, подлежащих
консервации;
в) пояснительная записка за подписью главного инженера предприятия
с описанием и обоснованием намеченных мероприятий:
по сохранению горнодобывающего предприятия на время его консервации
(машин, оборудования, сооружений, горных выработок и др.);
по обеспечению безопасности работ при ликвидации и консервации предприя­
тия (участка), а также при обслуживании объектов консервируемого предприятия
34
смежных с ним горных и других предприятий, на которые распространяется
влияние консервации или ликвидации данного предприятия;
1
по осуществлению рекультивации земель на территории ликвидируемого
горного п редп рияти я ;
г)
копии извещений (уведомлений), направленных соответствующим органам
Госгортехнадзора СССР, территориальному геологическому управлению, смеж­
ным предприятиям и других: заинтересованным организациям о намечаемой кон­
сервации или ликвидации горнодобывающего предприятия, а также копии возра­
ж е н и й или претензий, полученных от заинтересованных организаций.
Копии основной горнографической документации, указанной в пункте «а»,
а также справки о запасах полезных ископаемых и состоянии горных выработок,
указанные в пункте «б», должны быть подписаны главным инженером, главным
маркшейдером и главным геологом горнодобывающего предприятия. Справка
о состоянии надшахтных сооружений должна быть подписана главным инженером
(зам. начальника) и главным механиком предприятия.
Шахто-, рудоуправление, трест, комбинат, объединение, получив от предприя­
тия заявление и приложенные к нему материалы, направляет в одном экземпляре
эти документы на заключение управлению округа Госгортехнадзора (Госгортех­
надзору союзной республики). После получения заключения заявление совместно
с ходатайством о консервации или ликвидации горного предприятия (участка) и
материалами направляется министерству или ведомству для принятия решения.
Консервация или ликвидация горнодобывающего предприятия производятся
в соответствии с инструкцией «О порядке консервации и ликвидации горнодобы­
вающих предприятий (в части обеспечения безопасности и полноты выемки полез­
ных ископаемых)», утвержденной Госгортехнадзором СССР 30 августа 1968 г.
2*
ГЛАВА 6
КОНСЕРВАЦИЯ И Л И К ВИ Д АЦИ Я
ГО РН ОДОБЫВАЮ Щ ЕГО ПРЕД П Р И ЯТИ Я
Консервацией (полной или частичной) горнодобывающего предприятия на­
зывается временная остановка горных и других связанных с ними работ с об я­
зательным сохранением возможности приведения основных горных выработок и
сооружений в состояние, пригодное для их эксплуатации или использования для
других нужд народного хозяйства.
Консервация называется сухой, когда имеющиеся водоотливные средства
остаются в действии, обеспечивается водоотлив из горных выработок и их поддер­
жание совместно с сооружениями в состоянии, пригодном для их эксплуатации;
при мокрой консервации работа водоотлива прекращается, а выработки затоп­
ляются.
Предусмотренное проектом (планом) горнодобывающего предприятия сезон­
ное прекращение горных работ консервацией не считается.
Ликвидацией горнодобывающего предприятия называется окончательное
прекращение горных и других связанных с ними работ предприятия. Ликвидация,
как правило, производится только после полной отработки или списания балансо­
вых запасов месторождения и при отсутствии перспектив их прироста.
Для получения разрешения на полную или частичную консервацию или
ликвидацию горнодобывающего предприятия руководство этого предприятия
направляет своей вышестоящей организации (шахто-, рудоуправлению, тресту,
комбинату, исполкому Совета народных депутатов и т. д.) письменное заявление,
содержащее обоснование намечаемой консервации или ликвидации предприятия.
Одновременно с возбуждением вопроса о необходимости консервации или
ликвидации горнодобывающего предприятия руководство этого предприятия обя­
зано письменно уведомить об этом управление округа Госгортехнадзора (Госгор­
технадзор союзной республики), а также смежные горные предприятия и другие
заинтересованные организации и предприятия.
Вместе с заявлением направляются в дву\г экземплярах следующие графиче­
ские и текстовые материалы:
а) копии основной горнографической документации (вертикальных проекций,
разрезов), топографических планов земной поверхности, погоризонтных планов
горнодобывающего предприятия, а также геологическую карту месторождения
полезного ископаемого.
Указанная документация должна быть составлена и оформлена в соответствии
с требованиями «Инструкции по производству геологических и маркшейдерских
работ», полностью отражать состояние запасов и разведанности месторождения
полезных ископаемых, состояние горных выработок, рельеф и ситуацию земной
поверхности;
б) справки:
об остатках балансовых и забалансовых запасов полезных ископаемых, в том
числе промышленных, с разделением па вскрытые, подготовленные и готовые
к выемке;
о запасах полезных ископаемых в предохранительных и другого вида целиках
с указанием состояния этих запасов;
о наличии хвостохранилищ и отвалов горной массы, их объеме и содержании
в них полезных компонентов, которые могут быть использованы в народном хозяй­
стве;
о состоянии надшахтных зданий, сооружений и водоотливных установок;
о наличии подземных пустот и состоянии горных выработок, подлежащих
консервации;
в) пояснительная записка за подписью главного инженера предприятия
с описанием и обоснованием намеченных мероприятий:
по сохранению горнодобывающего предприятия на время его консервации
(машин, оборудования, сооружений, горных выработок и др.);
по обеспечению безопасности работ при ликвидации и консервации предприя­
тия (участка), а также при обслуживании объектов консервируемого предприятия
34
и смежных с ним горных и других предприятий, на которые распространяется
влияние консервации или ликвидации данного предприятия;
по осуществлению рекультивации земель на территории ликвидируемого
горного предприятия;
г)
копии извещений (уведомлений), направленных соответствующим органам
Госгортехнадзора СССР, территориальному геологическому управлению, смеж­
ным предприятиям и другим заинтересованным организациям о намечаемой кон­
сервации или ликвидации горнодобывающего предприятия, а также копии возра­
жений или претензий, полученных от заинтересованных организаций.
Копии основной горнографической документации, указанной в пункте «а»,
а также справки о запасах полезных ископаемых и состоянии горных выработок,
указанные в пункте «б», должны быть подписаны главным инженером, главным
маркшейдером и главным геологом горнодобывающего предприятия. Справка
о состоянии надшахтных сооружений должна быть подписана главным инженером
(зам. начальника) и главным механиком предприятия.
Шахто-, рудоуправление, трест, комбинат, объединение, получив от предприя­
тия заявление и приложенные к нему материалы, направляет в одном экземпляре
эти документы на заключение управлению округа Госгортехнадзора (Госгортех­
надзору союзной республики). После получения заключения заявление совместно
с ходатайством о консервации или ликвидации горного предприятия (участка) и
материалами направляется министерству или ведомству для принятия решения.
Консервация или ликвидация горнодобывающего предприятия производятся
в соответствии с инструкцией «О порядке консервации и ликвидации горнодобы­
вающих предприятий (в части обеспечения безопасности и полноты выемки полез­
ных ископаемых)», утвержденной Госгортехнадзором СССР 30 августа 1968 г.
2*
РАЗДЕЛ
П ОВЕРХНОСТЬ
РУД Н ОЙ
ГЛАВА
ПРО М Ы Ш Л ЕН Н А Я
II
Ш АХТЫ
1
ПЛОЩАДКА
РУДНИ КА
§ 2 0 . Основные принципы построения генерального плана
Генеральный план промышленной площадки — план земной поверхности
в пределах земельного отвода, на которой произведена инженерная подготовка
территории, планировка и благоустройство, и комплексно размещены здания,
сооружения, транспортные коммуникации, сети водопровода, канализации, теп­
лоснабжения и др.
На генеральный план наносятся основные и вспомогательные здания и соору­
жения, границы шахтного поля, контуры охранных целиков, а также площадь
проекции горного отвода, подлежащая оформлению в органах Госгортех­
надзора.
К генеральному плану прикладывается ситуационный план размещения
предприятия с нанесенными на нем внешними коммуникациями и сетями, сели­
тебной территорией и потребной площади земли.
Поверхность рудника состоит из главного, воздухоподающего, вентиляцион­
ного к вспомогательного стволов, погрузочно-складского, породного, ремонтного,
складов материалов, леса, устройств подсобного назначения.
Промышленная территория рудника подразделяется на зоны: основного про­
изводства, транспортно-складскую, вспомогательных производств, администра­
тивно-общественную.
Энергетические объекты располагают как можно ближе к основным потреби­
телям энергии, а складские — с учетом эффективного использования подъездных
путей. Для дальнейшего расширения предприятия резервируются свободные
участки.
Расположение зданий и сооружений на площадке должно обеспечивать наи­
более благоприятные условия для естественного освещения, аэрации, вентиляции,
борьбы со снежными заносами. Площадки отдельных цехов должны ориентиро­
ваться таким образом, чтобы господствующие ветры были направлены вдоль или
под острым углом к продольным осям здании.
Генеральный план характеризуется общей площадью территории; площадью
застройки; протяженностью транспортных коммуникаций; площадью озеленения;
коэффициентом застройки; коэффициентом использования территории и другими
показателями.
Общая площадь территории рудника определяется как сумма площадей тер­
ритории в ограде и площадей участков, занятых объектами за территорией руд­
ника, но относящихся к данному предприятию.
Коэффициент использования территории определяется как отношение общей
площади территории к площади территории предприятия в ограде.
Существуют блокированная и рассредоточенная системы застройки. Наиболее
экономичным решением генерального плана является блокировка сооружений
в одном или нескольких крупных зданиях. При этом значительно сокращается
территория промышленной площадки, протяженность инженерных сетей, пери­
метр наружных стен, создаются благоприятные условия для строительно-мон­
тажных работ (требуется меньшее число строительных механизмов), улучшается
транспортное обслуживание рудника.
Все здания и сооружения горнорудного предприятия по целесообразности их
блокирования можно разделить на три основные группы: I — копры, надшахтные
здания, откаточные галереи, дробильно-сортировочные установки, калориферные
36
и другие здания, связанные со стволом
шахты; II — здания подъемных машин,
электрических установок, электропод­
станций, компрессорных, ремонтных
мастерских, складских помещений, га­
ражи, депо электровозов, пожарные
посты, аккумуляторные, химические
лаборатории; III — административно­
бытовые помещения.
На размеры территории и плот­
ность ее
застройки
существенное
влияние оказывают противопожарные
и санитарные разрывы между зда­
ниями и сооружениями. Наименьшее
расстояние между
ними принима­
ется в зависимости от их огнестой­
кости в соответствии с требованиями
СНиП.
Дробильно-сортировочные
ком­
плексы могут располагаться в под­
земных выработках, на поверхности
шахт или около потребителей.
На расположение дробильно-сортировочного или обогатительного ком­
плексов влияют: стоимость перевозки
Рис. I I . 1 . Схема поверхности ш ахты с бло­
(возрастает с увеличением расстояния
ками главн ого и всп ом огательн ого стволов:
перевозимого материала); обеспечен­
1 — секц и я подъемны х машин б лока г л а в ­
ного ств о л а ; 2 — техн ологический ком плекс
ность
рудника
водой; размещение
б
л ока гл а в н о го ств о л а ; 3 — секция подъем­
хвостов; рельеф местности.
ных машин блока всп ом огательн ого с т в о л а ;
Наиболее рациональный вариант
4 — техн ологически й ком плекс б лока в сп о ­
расположения комплекса на террито­
могательн ого с т в о л а ; 5 — адм инистративно­
бытовой комбинат; 6 — подземный переход;
рии рудника — соединение надшахт­
7 — погрузочны й бун кер; 8 — здание вен ­
ного здания с фабрикой и разгруз­
ти лятора
кой руды из скипов или вагонеток
в бункер фабрики. Местоположение
комплекса принимается в результате технико-экономического сравнения воз­
можных вариантов размещений зданий и сооружений (рис. II. 1, I I .2, I I .3).
Р и с. I I . 2 . Схема поверхности рудника с блоками:
I — надш ахтное здан и е; 2 — здание подъем н ы х машин; 3 — зап асн о й в ы хо д из ш ахты ;
4 — галереи ; 5 — со р ти р о в к а ; 6 — галереи резервн ого с к л а д а ; 7 — ж елезн одор ож н ы е
весы; 8 — трансп ортн ое уп равлен и е; 9 — п робораздел очн ая; 10 — переход под ж е л е зн о ­
дорожными путями; И — бункер для руды ; 12 — электр оп од стан ц и я; 13 — адм инистра­
тивно-бы товой комбинат; 14 — п ереход из надш ахтн ого здан и я в адми ни страти вн о-бы то­
вой комбинат; 15 — б л о к п р ои зводствен н о-всп ом огател ьн ы х помещений; 16 — д ер евоо б ­
рабатываю щ ие м астерски е; 17 — с к л а д л е с а ; 18 — и звестехран и лищ е; 19 — с к л ад п р о ­
ти воп ож ар ны х м атер и ало в; 20 — гради рн я; 21 ~ сто я н к а транспорта
37
Рис. 11.3. Схема поверхности рудника:
1 — башенный ко п ер ; 2 — бун кера руды ; 3 — аварийный с к л а д руды ; 4 — ремонтная
электр ом ехан и ч еская м астер ск ая; 5 — калориф ерная; 6 — гл ав н ая вентиляционная у с ­
тан овка; 7 — подземный п ер ехо д ; 8 — подстанция; 9 — административно-бы товой ко м ­
бинат; 10 — материальны й с к л а д ; 11 — котел ьн ая
§ 2 1 . Транспортные коммуникации
Для перевозки руды и промышленных грузов применяют железнодорожный,
автомобильный, пневматический, гидравлический, конвейерный и другие виды
транспорта. Вид транспорта определяется сравнением вариантов по минимуму
приведенных затрат.
Железнодорожный транспорт применяется для перевозки руды и доставки
поступающих на промышленную площадку материалов при грузообороте не менее
10 вагонов в сутки. Для этого устраивают промышленные железнодорожные
станции (табл. II. 1), связанные с ближайшей станцией МПС подъездными путями.
Подъездные пути делятся на тупиковые, сквозные, кольцевые и сложные.
Промышленные железные дороги с шириной колеи 1524 и 750 мм строят с учетом
габаритов строений соответственно по ГОСТ 9238— 73 и ГОСТ 9720—76.
Все маневровые операции на станции выполняются локомотивной тягой или
лебедками.
Для перевозки руды в основном применяют открытые большегрузные вагоны.
Автомобильный транспорт применяется для внешних и внутриплощадочных
перевозок. В соответствии с местными условиями автомобильные перевозки могут
Таблица
11.1
Промышленные железнодорожные станции
М акси м альн ы й внешний
годовой гр узообор от пред­
при ятия, ты с. т
200
500
1000
3000
5000
Более 5000
33
П лощ адь станции (га)
при м ассе грузооборота
в м есте прим ы кания, т
5000
—
3500
250 0
—
2
3
—
—
6
15
25
30
12
15
25
10
12
20
1500
2
2
4
8
10
15
1000
1
1
2
6
8
12
Т а б л и ц а
Н. 2
Техническая характеристика автомобильных дорог
К атегори я автодорог
подъездных
П оказатели
I
Наименьшая рас­ 6 0 - 8 0
четная
скорость
движения автомо­
билей, км/ч
Ширина одной по­ 3 ,5 —4,25
лосы при движении
одиночных
авто­
мобилей и автопо­
ездов, м
Наименьшие ра­
диусы кривых в
плане (м):
при движении
125—250
автомобилей и
автопоездов
в
нормальных ус­
ловиях
60
то же, в особо
трудных
гор­
ных
условиях
при движении
автомобилей,
автопоездов и
автопогрузчиков
на автомобиль­
ном ходу
при движении
автокар и авто­
погрузчиков
Наименьшие ра­
диусы вертикаль­
ных кривых (м):
выпуклых
4000
1000
вогнутых
вн утр и заво д ски х
II
III
40—60
3 0 -4 0
3 - 4 ,2 5 2 ,7 5 -4
60— 125
50—60
2 0 -4 0
20—40
■
II
III
40
30
20
3 -4 ,2 5
3— 4,25
2 ,7 5 - 4
60
3 0 -5 0
20—40
5
5
\
5
2000
500
1000
200
1000
"2 0 0
- 500
150
250
100
быть рентабельными на расстояние д о .400 км при общем годовом грузообороте
предприятия до 300 тыс. т.
Д ля межцеховых и внутрицеховых перевозок используют автопогрузчики,
электрокары и другие средства.
Подъездные автомобильные дороги строят минимальной протяженностью,
исключая пересечения с жилыми районами населенных мест. В зависимости от
грузооборота автомобильные дороги (табл. II.2) делятся на три категории. Д о­
роги I категории обеспечивают годовой прузооборот 1,2 млн. т (брутто); II кате­
гории — 0 ,3 — 1,2 млн. т; I I I категории — менее 0,3 млн. т.
При тупиковой системе дорог необходимы петлевые объезды или площадки
для разворота размером не менее 12Х 12 м. Ширина магистральных проездов при­
нимается 3 или б м, а проездов к зданиям — 4 м. Во всех случаях ширина проезжей
части дорог с двусторонним движением должна быть не менее 6 м.
39
Минимально д оп у сти м ы е р а с с т о я н и я по го ризон там в с в е т у (м) меж ду
о V
Фунда
в оз душ
элект
3,75
—
—
4
2,75
2
1
1
3
4
2,75
1,5
1
1
3
1
4
2,75
1,5
1
1
2
4
7
1
1
1
3,75
4,75
7,75
2,75
2,75
3,75
1,5
1,5
2,5
1
1
1
1
1
—
5
1,5
3
до
1 кВт
—
—
наружная б р о в ­
ка кювета или
подошва насыпи
—•
Опоры н аруж н ог
освещения контаг
сети свя зи
н ар у ж н ая
грань бордю р­
ного кам ня
То же, 1— 35 кВт
»
свыше 35 кВт
Водопровод и напорная кана­
лизация
Самотечная канализация
я
о Ь
Осей трамвайны э
путей
Обрез фундаментов зданий и со­
оружений
Опоры наружного освещения
контактной сети связи
Оси пути железных дорог ближ­
ней колеи 1524 мм
Оси трамвайных путей
Автодороги:
•наружная грань бордюрного
камня
наружная бровка кювета или
подошва насыпи
Фундаменты опор воздушных
линий
электропередачи
до
1 кВт
Обрез фундамент
зданий и сооруж
Сооружения и инженерные сети
Автодороги
о
Осей ж елезн одор
ного пути 6 лиже
колеи
S
юя
о о
Дренажи
Газопроводы при £>усл<
< 3 0 0 мм:
низкого давления до 5 кПа
среднего давления до 0,3 МПа
высокого давления 0 ,3 —
0,6 МПа
высокого давления 0,6—
1.2 МПа
Кабели силовые до 35 кВт
10
1
10,75
3,75
2,5
1
1
0,6
0,5
3,25
2,75
1,5
1
0,5
Кабели связи
0,6
0,5
3,25
2,75
1,5
1
2
1,5
4
2,75
1,5
1
Теплопроводы (до
стенки канала)
наружной
* £>уСл — условн ы й диаметр.
* * По нормам, утверж ден н ы м /Линисте рством
:в я зи .
**
1
Таблица
II.3
с о ор уж ен и я м и и ос я м и инж ен ер ны х с е т е й
менты опор
3
3
2
4
7
10
0 ,6
0 ,6
2
до
св я зи
силовые
Кабели
Кабели
35 к В т
высокого д а в ­
ления 0,6 —
1,2 МПа
низкого д а вл е­
ния до 5 кП а
Д рен аж и
Теплопроводы (н а ­
ружная стенка
канала)
' высокого д а в ­
ления 0,3 —
0,6 МПа
5
кан ал и ­
среднего д а в ­
ления д о
0,3 МПа
' —
Самотечная
зац и я
кВт
свыше
\Л
со
35
h
(Я
Газоп ровод ы
Водопровод и н апор­
ная канализация
н ы х ЛИНИЙ
ропередачи
—
—
1,5
3
1
1
1
1
1
0,5
0,5
1,5
—
—
4
4
4
3,75
4,75
7,75
10,75
3,25
3,25
4
—
—
2,75
2,75
2,75
2,75
2,75
3,75
3,75
2,75
2,75
2,75
— -
—
2
1,5
1,5
1,5
1,5
2,5
2,5
1,5
1,5
1,5
—
—
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
—
—
1
1
1
1
1
1
1
0,5
1
—
—
2
3
2
3
1 ,5 - 3
2
3
1,5
5
5
5
5
5
10
1
10
1
10
10
10
1,5
2
0,5
По нор­
мам Ми­
нистер­
ства
связи
То же
»
0,5
2
3
1,5
0,4
0,4
1
1,5
2
5
0,5
0,5
1
0,4
1
1,5
2
5
0,5
0,5
1
0,4
0,5
0,5
0,4
0,5
0,5
0,4
0,5
0,5
1
1
1
1
2
2
1
1
2
—
—
2
2
3
(0
3
1,5—3
(0
200)
200)
2
3
1,5
0,4
5
5
5
10
10
10
1
1
1
1
1,5
1,5
1,5
2
2
0.4
0,5
0,5
5
10
2
5
5
0,5
0,5
0,5
0,5
2
2
4
5
10
0,5
0,5
0,5
1
1
1
2
0 ,1 —
0,5
2
—
1
1
—
2
**
0,5
0,5
3
1,5
I
0,5
1.
1
1,5
2
3
0,5
0,5
2
2
2
4
2
41
Минимально допустимое приближение автомобильных дорог к зданиям и
сооружениям (м) не должно превышать:
От края проезжей части автомобильной дороги до наружной стены здания
1,5
при отсутствии въезда в здание длиной до 20 м .................. ......................
3
то же, длиной более 20 м
.......................................................... ..........................
при наличии въезда в здание электрокаров и двуосных автомобилей
8
при наличии въезда в здание трехосных автомобилей
......................
12
От края проезжей части автомобильной дороги до оси параллельно рас­
положенных железнодорожных путей
с колеей 1524 мм
...................................................................................................... 3,75
с колеей 750 м м ........................................................................... ...............................
3
до платформы (рампы) стоянки автомобилей под погрузкой и разгрузкой
3
1,5
до ограждения территории п редпри яти я..............................................................
до ограждения охраняемой части территории п р е д п р и я т и я ......................
5
до конструкции опор, эстакад, осветительных столбов, мачт и других
сооружений
........................................................................................................................
1
Взаимное пересечение автомобильных дорог может быть под прямым и острым
углами.
Пневматический транспорт применяется для перемещения сухих материалов
в капсулах (контейнерах). Достоинство этого вида транспорта — высокая степень
автоматизации. Трубопроводы пневматического транспорта.могут прокладываться
на поверхности земли или под землей.
§ 22.
Инженерные сети
Инженерные сети горнорудного предприятия делят на сети общего назначе­
ния (водопроводные, канализационные, теплофикационные, дренажные), электро­
сети всех видов и производственные (технологические). Они могут быть подзем­
ными, наземными и надземными. Инженерные сети целесообразно совмещать и про­
кладывать с наименьшим числом поворотов и изгибов. Не разрешается совместная
прокладка в одном тоннеле или коллекторе: газопровода с силовыми кабелями;
теплопровода с трубами легковоспламеняющихся жидкостей; трубопровода легко­
воспламеняющихся и горючих жидкостей с электрокабелем; трубопроводов с го­
рючими или ядовитыми жидкостями и кислородопроводами. Расположение комму­
никаций не должно нарушать прочность и устойчивость рядом стоящих зданий и
сооружений. Допускается размещение подземных сетей в траншеях, каналах или
тоннелях. Газопроводные сети прокладывать в тоннелях запрещается.
О? подземных сетей до производственных зданий и сооружений необходимо
соблюдать определенные расстояния (табл. 11.3).
Для трубопроводов диаметром 125, 150— 600, 600— 1400 и более 1400 мм рас­
стояние между колодцами не должно.превышать соответственно 40, 50, 75 и 150 м.
Водопроводные линии для противопожарных нужд должны иметь пожарные ги­
дранты, расположенные на расстоянии не более 100 м друг от друга.
Надземные сети разрешается прокладывать для всех коммуникационных се­
тей, кроме противопожарного водопровода, канализационных линий хозяйст­
венно-бытовых и ливневых стоков.
§ 2 3 . Инженерная подготовка территории
Инженерная подготовка территории включает: вертикальную планировку,
отвод поверхностных вод, защиту площадки ст'затопления паводковыми водами,
защиту территории от селевых потоков, борьбу с эрозией почвы, оврагообразованием и др.
Вертикальная планировка производится с целью создания площадок и укло­
нов, приемлемых для зданий и сооружений, внутризаводского транспорта, для
42
отвода атмосферных осадков с территории площадки, определения объемов земля­
ных работ на территории строительства. Различают три вида вертикальной пла­
нировки: сплошную, выборочную (местную) и смешанную.
Выбор вида вертикальной планировки зависит от типа зданий, площади за ­
стройки и т. п. Планировка территории должна обеспечивать сток атмосферных
осадков с отдельных участков территории в водоемы и водостоки. При устройстве
открытых водостоков (водоотводные канавы, дорожные канавы, лотки) откосы при­
нимают в пределах от 1 : 1 до 1 : 1,5 в зависимости от грунтов и способа их у к р е п ­
ления. Система открытых водостоков является наиболее дешевой, но склонна
к заиливанию,что приводит к уменьшению пропускной способности. При большой
глубине канав следует устраивать закрытые водостоки, состоящие из поверхност­
ных водоотводных лотков, дождеприемных колодцев, смотровых колодцев, водо­
сборных коллекторов и насосных станций.
Д ля защиты площадки, а также зданий и сооружений от грунтовых вод уст­
раивают дренажи, водостоки, гидроизолир уют строительные конструкции.
§ 2 4 . Б лагоустройство и озеленение
В работы ио благоустройству территории входят: создание надежных дорож­
ных покрытий и тротуаров, озеленение территории, устройство площадок для от­
дыха и занятий спортом, решение архитектурно-художественных задач и ряд дру­
гих мероприятий, улучшающих внешний и внутренний облик всего предприятия.
Зеленые насаждения защищают атмосферу от загрязнения производствен­
ными отходами, препятствуют распространению шума.
Почвенный покров территории следует засевать травами.
На территории рудника' озеленяются: внутриплощадочные магистральные
проезды; участки, свободные от застройки; участки у столовых, бытовых помеще­
ний, медпунктов, рудоуправлений, лабораторий.
Малые архитектурные формы дополняют и обогащают архитектурный ан­
самбль рудника.
Тротуары на территории рудника следует размещать:
вплотную к зданиям при организации внутреннего отвода воды с кровли;
не ближе 1,5; 2; 3,75 м соответственно от здания при неорганизованном от­
воде воды с кровли, бортового камня проезжей части автодороги, от оси ближай­
шего железнодорожного пу?и нормальной колеи. Ширину тротуара следует при­
нимать кратной 0,75 м. Число полос устанавливается из расчета 750 человек на
одну полосу движения. Минимальная ширина тротуара должна быть не менее
1,5 м.
При примыкании к проезжей части тротуар должен быть па уровне верха
бортового камня, ио не менее чем на 15 см выше проезжей части.
ГЛ А В А
ОСНОВНЫЕ
ЗДАНИЯ
2
И СООРУЖЕНИЯ
К основным зданиям и сооружениям на поверхности рудника относятся такие,
которые непосредственно связаны с технологией добычи и выдачи руды.
§ 2 5 . Объемно-планировочные и конструктивные решения
зданий и сооружений
Объемно-планировочные решения зданий и сооружений поверхности шахт
должны удовлетворять требованиям и возможности изменения технологического
процесса с заменой и перестановкой оборудования. В се здания по этажности под­
разделяются на одноэтажные, многоэтажные и комбинированные. В плане здания
могут быть, любой формы. Наибольшее распространение получили здания, имею­
щие прямоугольную форму. Для перемещения готовой продукции и материалов,
43
Т а бл ица
I I .4
Унифицированные параметры одноэтажных производственных зданий
без кранового оборудования или с подвесными кранами
Ш аг колонн, м
Вы сога от пола
до ого л о вка к о ­
лонны, м
П ролет, м
3,6
4,2
12
4,8
12; 18
5,4
6,0
12; 18; 24
7,2
8,4
9,6
18; 24
10,8
12,6
18; 24; 30
14,4
16,2
18,0
24; 30; 36
крайних
средних
6; 12
6; 12
12
Таблица
I I .5
Унифицированные параметры одноэтажных производственных зданий,
оборудованных мостовыми опорными электрическими кранами
Ш аг колон н, м
В ы со та , м
от пола до
о го ло вка
кр ан о во го
рельса
Г р у зо ­
подъемность
кр ан а, т
П ролет, м
8,4
6,15
10
18; 24
9,6
10,8
6,95
8,15
10; 20
12.5
14.5
9,65
11,45
10; 20; 30
18; 24; 30
12,65
14,45
30; 50
24; 30
от пола до
огол овка
колойны
16,2
18,0
крайних
средних
6; 12
6; 12
*
Т абл ица
11.6
Унифицированные параметры одноэтажных однопролетных зданий,
оборудованных ручными балочными опорными кранами с шагом колонн 6 м
44
Г рузоподъем н ость
кр ан а, т
П ролет, м
В ы сота от пола до оголо вка
колон н ы , м
3; 2; 5; 8
9; 12
6; 6,6; 7,2; 7,8; 8,4
5; 8
18
15,5; '20
12; 18
7,2; 7,8; 8,4; 9,0; 9,6
Таблица
I I .7
Применение унифицированных сборных железобетонных колонн
для пролетов, оборудованных кранами
В ы сота, м
Тип колонн
Сплошные
Сквозные
от пола
до о г о ­
ловка
колонны
от пола
до го ­
ловки
кр ан о­
во го
рельса
П а г колонн, м
Г р у зо ­
подъем­
ность, т
П роле­
ты, м
крайних
средних
8,4
6,15
10
9,6
10,8'
6,95
8,15
10; 20
10,8
8,15
12,6
14,4
9,65
11,45
10; 20;
30
18; 24;
30
12
16,2
18,0
12,65
14,45
30; 50
24; 30
•
18; 24
6; 12
6; 12
а также для монтажа оборудования применяют безрельсовое и рельсовое наполь­
ное, подвижное подвесное и опорное подъемно-транспортное оборудование.
Параметры одноэтажных зданий унифицированы (табл. I I .4, II.5 , 11.6, 11.7).
По санитарно-гигиеническим требованиям минимально допустимая высота
производственных помещений составляет 3 м, расстояние от пола до низа высту­
пающих конструкций перекрытия 2,2 м, до низа выступающих частей коммуника­
ций и оборудования в местах регулярного и нерегулярного прохода людей соответ­
ственно 2 и 1,8 м.
Конструкции зданий и сооружений выполняются, как правило, в сборном
железобетоне. Наиболее распространенным типом здания в горнорудной промыш­
ленности является каркасный. Каркас состоит из колонн, устанавливаемых на
фундаменты, и несущих балок покрытия.
Ф у н д а м е н т ы п о д к о л о н н ы . Наиболее распространены столбча­
тые фундаменты для каждой колонны каркаса. Отдельный фундамент состоит из
подколонника со стаканом для установки колонны, опорной фундаментной плиты
и бетонного столбика для установки фундаментных балок.
Ленточные фундаменты применяют в слабых или просадочных грунтах, вы­
полняют из сборного или монолитного железобетона.
Свайные фундаменты применяют в случаях залегания у поверхности земли
слабых слоев грунта. Отдельные сваи связываются между собой железобетонной
лентой, которая распределяет нагрузки от здания на сваи. По способу погруже­
ния в грунт сваи делятся на забивные, завинчивающиеся и набивные.
Ф у н д а м е н т н ы е б а л к и служат несущей опорой стенового ограж­
дения здания.
Унифицированные сборные железобетонные к о л о н н ы
(см. табл. I I .7)
могут быть прямоугольного или квадратного сечения для бескрзновых зданий,
прямоугольного сечения для зданий, оборудованных кранами грузоподъемностью
Ю—20 т, и двухветвевыми.
Б а л к и и ф е р м ы . При шаге колонн 6 м для пролетов от 6 до 9 м приме­
няют железобетонные балки, односкатные пролетом 6 и 9 м и двускатные проле­
том 12 и 18 м. Двускатные балки предварительно напряжены.
45
Ж е л е з о б е т о н н ы е ф е р м ы предназначены для покрытий зданий
пролетом 18, 24 и 30 м. Крепление балок и ферм к колоннам осуществляется ан­
керными болтами.
Железобетонное
покрытие
промышленных зданий выпол­
няется в виде крупнопанельных железобетонных, легкобетонных и комплексных
плит размером 3 X 6 ; З х 12 и 1,5Х 12 м. Крепление плит покрытия к балкам и фер­
мам осуществляется сваркой закладных элементов.
С т е н ы и п е р е г о р о д к и . Стспопыс панели ограждающих конструк­
ций зданий изготавливают из железобетона, легких и ячеистых бетонов — одно­
слойных, двухслойных и трехслойных. Длина панелей — 6 и 12 м, высота — 1,2
и 1,8 м.
Стеновые панели из металла применяют в труднодоступных и северных райо­
нах. Для неотапливаемых зданий применяют железобетонные ребристые панели
либо асбоцементные листы, которые навешиваются на ригели стенового фахверка.
Стены из кирпича обычно выкладывают для зданий объемом не более 5000 м3.
П е р е г о р о д к и бывают выгораживающими и разделительными.
Выгораживающие сборно-разборные перегородки высотой 2—3 м изготавли­
вают из металлических щитов. Разделительные перегородки выполняются на всю
высоту помещения, как правило, из железобетонных или легкобетонных панелей
длиной 6 м, высотой 1,2 и 1,8 м.
Перегородки из кирпича применяют при большом числе технологических
проемов.
О к н а и ф о н а р и. Окна состоят из переплетов и остекления.
Переплеты могут быть стальные, деревянные и алюминиевые.
Стальные переплеты применяют в зданиях с нормальным и повышенным тем­
пературно-влажностным режимом, деревянные — в зданиях с нормальным режи­
мом. Заполнение оконных переплетов стеклом может быть одинарным или
двойным.
Фонари бывают световые, аэрационные н светоаэрационные.
Каркас и переплеты фонарей выполняют из металла.
Заполнителем переплетов фонарей могут быть стекло, асбестоцементные ли­
сты, стальной профилированный настил.
В о р о т а бывают: по конструкции — распашные, раздвижные и подъем­
ные; по материалу — деревянные, стальные и деревометаллические.
Д в е р и по конструкции делятся на наружные и внутренние , по способу
открывания — распашные и откатные, по материалам — деревянные , металли­
ческие и стеклянные.
Л е с т н и ц ы делятся на входные и второстепенные, служебные и пожар­
ные; изготовляются из сборного железобетона или металла.
II
о л ы состоят из покрытия, прослойки, стяжки, гидроизоляции, подсти­
лающего слоя и теплоизоляции.
В одноэтажных зданиях их настилают непосредственно по грунту, в много­
этажных — по плитам перекрытия.
§ 26.
Противопожарные требования к зданиям и сооружениям
Пожарная безопасность зданий и сооружений на поверхности шахты обеспе­
чивается в соответствии с СНиП I I —М.2—72, категорийностью производства по
пожарной, взрывопожарной и взрывной опасности (табл. II.8 ), возгораемостью и
огнестойкостью основных строительных конструкций (табл. I I . 9).
Категория по пожарной взрывопожарной и взрывной опасности определяется
по нормам технологического проектирования или по специальным перечням про­
изводств, составленным и утвержденным соответствующими министерствами.
В случае возникновения пожаров из зданий и сооружений должна быть обес­
печена безопасная эвакуация людей. Эвакуационными считаются выходы:
из помещений любого этажа, кроме первого, в коридор или проход, ведущие
к лестничной клетке или в лестничную клетку, имеющую выход непосредственно
наружу или через вестибюль, отделенный от коридоров перегородками с дверями;
из помещений первого этажа наружу непосредственно или через. коридор,
вестибюль, лестничную клетку;
46
Таблица
II.8
Категории производства по взрывной, взрывопожарной
и пожарной опасности
П роизводство
К а те­
гория
прои з­
водства
Х а р а к т ер и сти к а обращ аю щ ихся
в п р ои зводстве вещ еств
Взрыво-пожароопасное
А
Горючие газы, нижний предел взрываемости которых
10 % и менее к объему воздуха; жидкости с темпера­
турой вспышки паров до 28 °С включительно при
условии, что указанные газы и жидкости могут об­
разовать взрывоопасные смеси в объеме, превышаю­
щем 5 % объема помещения; вещества, способные
взрываться и гореть при взаимодействии с водой,
кислородом воздуха или друг с другом
Взрыво-пожароопасное
Б
Горючие газы, нижний предел взрываемости кото­
рых более 10 % к объему воздуха; жидкости с тем­
пературой вспышки паров от 28 до 61 °С включи­
тельно; жидкости, нагретые в условиях производства
до температуры вспышки и выше; горючие пыли или
волокна, нижний предел взрываемости которых
65 г/м3 и менее к объему воздуха, при условии, что
указанные газы, жидкости и пыли могут образо­
вать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем
5 % объема помещения
Пожароопасное
В
Жидкости с температурой вспышки паров свыше
61° С; горючие пыли или волокна, нижний предел
взрываемости которых более 65 г/м? к объему возду­
ха; вещества, способные только гореть при взаимо­
действии с водой, кислородом воздуха или друг
с другом; твердые сгораемые вещества и материалы
Г
Несгораемые вещества и материалы в горячем,
раскаленном или расплавленном состоянии» про­
цесс обработки которых сопровождается выделе­
нием лучистого тепла, искр и пламени; твердые,
жидкие и газообразные вещества, которые сжигают­
ся или утилизируются в качестве топлива
Д
Несгораемые вещества и материалы в холодном
состоянии
Е
Горючие газы без жидкой фазы и взрывоопасной
пыли в таком количестве, что они могут образо­
вать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем
5 % объема помещения, и в котором по условиям
технологического процесса возможен только взрыв
(без последующего горения) при взаимодействии
с водой, кислородом воздуха или друг с другом
Взрывоопасное
47
ю
03
V
“ _3 ^
с “ со
CoS
Xо х
о н ч:
К
\о
оГ
ю
OJ
о
3
2
а>
3
2
<У
те
си
о
и.
о
•V
X
а
3
2
<у
те
си
о
и
о
0J
X
<1)
2
2
о
те
Си
О
и
о
<1>
£
ю
О
<и
j3
г^.
0<3v
Си
с:-.
CJ
ф
х.
й>
3
2
си
те
Си
о
и
и
•
1>
X
О
Со
Си
о
U
О
о
X
ре
и:
Н
о
и
X
конструкций,
основных строительных
и
bs^Я оg
S*
я
.»
огнестойкости
о
32 Я5- Я X g■
s
с«
«■*•*» ”и л!
5 *г? £h
Q
. 2 g-н К ft
3 Г у ? ffl и
s gi 5 o^= г£ o
г? p7ss: S о
Е * |*
пределы
3 J
у
о
я 5 3 н
о 2я °
t-1 ^ V
О
Л 4>
X >» 3
^
л 3а ft
« ск
я о ж*
'4
4
>
£Х
? « я <у
£" S2 j 2 м
ОX
я
Е « ч^.
Ш
'2 к
~О
с?
° 2о
ОО*
Я <1>
& 2?
о я <у
»т* <у Ч
■ S ’S
о>о:г
я £^^я=
Яя 0н
0 -- ^
5 o u “ S- -8 s
« .
<U ‘- H ° £ s o ty
to
о
<и
3
2
о
те
с.
о
и
о
<и
•#ч
ф
3
2
о
те
Си
о
tо
о
к
СЧ
.«
О
3
2
<
D
те
<м
♦го
3
2
<D
те
си
<L>
НС
о
а>
К
Си
О
си
О
и
си
тси
е
ю
сч
о
ю
01
о"
о
О
О
32
>.
Сц
ь
о
те
о
с_
о
о
33
и;
См
н
.^
о
2
2а>
те
а.
о
и,
а
•а)
X
X
- С л
<и
1а
и 5 ;я| н2
и минимальные
•V
X
csf
3
S
о
те
Си
о
и
о
<L>
о
СО
С-.
о
и
о
а>
<у
те
Си
о
и
о
ю
<у
LO
О
*
s81 *3
£2 О
се
* ® О.
О
Нл
ану 2
&S
ЙД •
возгораемости
Группы
о
я
>> ф
й
Л
4) о
48
LO
ci
ио
ci
.„
Ж
03
ю
<N
О
.•
О
3
2
to.
о
о
2
Си
о
t_
а
о
к
ю
(N
о
си
н
о
3
2
сч
.CJ
3
2
ате>
с.
о
и
О
О)
X
. «.
о
t_4
о
о
33
»=t
>-»
ю
W
o'
о
3
2
о
fr-1
2
о
(J
О
и
о
о
R
>ч
Л
Н
ю
н
о
я
р'>
ю
<м
О
о
32
ч
>-.
с,
Н
>
o'
о
Я
2
ю
о
СЗ
Си
2
и
о
03
си
о
Т а б л и ц а
11.10
М а к с и м а л ь н о е р а с с т о я н и е от н а и б о л е е у д а л е н н о г о р а б о ч е г о м е с т а
до б л и ж а й ш е г о э в а к у а ц и о н н о г о в ы х о д а , м
М н огоэтаж ное здан и е
К атегория
п роизводства
Степень о гн е­
стой кости
здания
А
Б
В
I И II
I и II
I и II
III
IV
V
Г
Е
в д ва этож а
50
100
100
80
50
50
I и II
III
IV
V
д
О дноэтаж ное
здание
Не
100
50
50
I и II
о
в три этаж а
и более
40 ‘
75
75
60
30
40
75
75
60
—
—
—
г р а.н и ч и в а е т с я
60
40
'—
60
—
—
Н с о г р а н и ч и в а ет с я
III
IV
V
100
60
50
75
50
40
—
I
100
80
75
75
—
из помещения в соседнее помещение на том ж е этаж е, обеспеченное выходами
п соответствии с требованиями, приведенными выше. Не допускается предусма­
тривать эвакуационные выходы через помещения с производствами категорий А,
Б и Е , через помещения зданий IV и V степеней огнестойкости, а также через во­
рота для железнодорожного подвижного состава.
Расстояния от наиболее удаленного рабочего места до выхода наружу или на
лестничную клетку в производственных зданиях не должны превышать определен­
ной велич ины (табл .1 1 .1 0 ).
Число эвакуационных выходов из зданий должно быть не менее двух. Вы ­
ходы из помещений, расположенных в подвалах и цокольных этяжя:<, допускается
устраивать через общие лестничные клетки, при условии отсутствия в этих поме­
щениях складов сгораемых материалов.
Лестничные клетки, используемые для эвакуации, должны быть закрытыми и
освещены естественным светом через окна в наружных стенах. Суммарная ширина
лестничных маршей в зависимости от количества людей, находящихся на наиболее
населенном этаже, кроме первого, а также ширина дверей, коридоров или прохо­
дов на путях эвакуации во всех этажах принимается из расчета 0,6 м на 100 чел.
Ширина лестничных площадок должна быть не менее ширины марша.
Наружные пожарные лестницы, предназначенные для эвакуации, должны
иметь угол наклона не более 45° и ширину не менее 0 ,7 м.
§ 2 7 . Н ад ш ахтн ы е копры и здания подъемных машин
Копер — техническое сооружение над шахтным стволом, предназначенное
Для установки направляющих шкивов, разгрузочных кривых для скипов, уста­
новки щахтных подъемных мащин с канатоведущими шкивами, а также для креп49
618
Рис. I I . 5 . Схема баш енного копра:
— двухп одъ ем н ого ски п о во го с т в о л а ;
е — план копра
а
Н2
6 — одноподъемного к л етев о го ств о л а ;
Рис. 11.6. Схемы поперечных ферм подшкивной площадки:
а, б — при расп олож ен ии ш ки вов на одном ур о вн е; а, д — при расположении j i i k h b o b в о д ­
ной вертикальн ой п л оскости (порталы о бразован ы ж есткими рам ам и); г — при р асп о ­
ложении ш ки вов в одной вертикальной п л оскости (п ортал о бр азован фермой)
ления подкулачковых балок, проводников и др. Фасадом копра называется вид
в плоскости канатов подъемной машины, а вид в креплении на подъемную ма­
шину — лобовой стороной копра.
Различают копры временные (проходческие) и постоянные , а в зависимости от
числа подъемных установок одно-, двух- или трехподъемные.
По виду конструкционного материала копры могут быть металлическими ,
железобетонными , смешанными и деревянными , а по самой конструкции различают
копры станковой , Шатровой, полу шатровой, смешанной , рамной и башенной
систем.
Копры станковой системы (рис. 11.4, а) просты и удобны для монтажа. При
большой высоте для сокращения свободной длины укосины в их фасадной пло­
скости устанавливают распорки.
В копрах шатровой системы (рис. 11.4, б) станок копра отделен от основной
несущей конструкции. Нагрузки на станок формируются при воздействии сил тя­
жести клетей при посадке на кулачки и конструкции самого станка. Большая
длина раскосов и ригелей фасадных ферм требует значительного расхода металла.
Копры полушатровой системы (рис. 11.4; в) отличаются от шатровой тем, что
в их несущую конструкцию внесены изменения, уменьшающие свободную длину
раскосов и ригелей шатра. Эта система более устойчива в работе и менее метал­
лоемка.
Копры смешанной системы представляют собой железобетонный короб (ста­
нок) с металлической укосиной, имеют большую массу, что исключает их опору
па шейку ствола. Достоинством копров этой системы является долговечность,
большая устойчивость и герметичность; к недостаткам относят большие сроки
возведений и неудобства при реконструкции.
Копер башенной системы (рис. 11.5) представляет собой железобетонную или
стальную башню, в верхней части которой размещены одна или несколько подъем­
ных установок с многоканатными подъемными машинами. Их применение целесо­
образно для шахт глубиной свыше 600 м.
К о п р ы с т а л ь н ы е . Головка копра (см. рис. 11.4, а) включает в себя
подшкивную площадку, подшкивные фермы, головные балки станка и укосины.
Схема головки копра определяется размещением шкивов, которые могут распо­
лагаться как на одном уровне, так и в одной плоскости один над другим (рис. II.6 ).
Шкивы монтируются на подшкивных фермах, которые опираются на головные бал­
ки укосины и станка.
51
Р ис. 11 .7 .
копра
Схема
к определению
в ы со ты
Рис. I I . 8 . Схема к определению разм еров
с та н к а копра в плане
В зависимости от системы копра станок может воспринимать часть нагрузок
от натяжения канатов. Укосина обеспечивает устойчивость копра п ри воздействии
основных сил подъема. Опорная рама опиргется на устье ствола и служит для
установки станка копра.
Основные размеры копра. Полная высота (м) копра (рис. 11.7)
Я = / 1 1 + Л 2 + Л 3 + 0 ,6 г ,
(II. 1)
где/^ — высота уровня приемной площадки над нулевой отметкой, м; h2 — высота
подъемного сосуда, м; h5 — минимальная высота переподъёма (принимается в со­
ответствии с правилами безопасности), м; г — радиус копрового шкива, м.
Размеры станка (мм) по осям стоек (рис. I I .8):
/ j= а + 2 (75-V-100);
(II.2 )
12 = Ь + 2 [(120-г-200) + (75 -5-100)],
(II.3 )
где а и b — габариты сосудов в плане, мм. Размер копра в плане должен быть
кратным 100 мм.
Расстояние L от станка до нижних опорных узлов укосины (рис. II.9 ) опреде­
ляется следующим образом. Укосине.придается такое положение, чтобы пучок
равнодействующих размещался между укосиной и станком (см. рис. 11.9), при
этом на станок должно передаваться 20—30 % нагрузки. Если устье ствола не
может быть надежным основанием для передачи нагрузок, возникающих при раз­
рыве каната, рекомендуется передавать нагрузки на укосину.
Разнос ног укосины (м) в поперечном и продольном направлениях по отноше­
нию к ветру определяется исходя из требований устойчивости копра в данной пло­
скости :
1 = 2,2
I =
1>Л
( I I -4)
(П .5 )
где I — расстояние между осями опор, м; W — ветровая нагрузка, кН/м2; h —
расстояние от уровня земли до центра тяжести копра; м; Q — сила тяжести
копра, кН.
Высота проема в станке принимается не менее 2,5 м в свету.
52
Рис. 1 1 .9. Схема к определению положения
укосины в фасадной плоскости
Р и с. 1 1 .1 0 . Схема к определению нагрузок
о т натяж ении подъем н ы х канатов
Высота проема для спуска рельсов зависит от величины свободного размера
станка в плане и составляет б—8 м. Для ввода в ствол длинномерного материала
высота проема должна быть не менее 5,5 м. Размеры проемов для скипов опреде­
ляются геометрическим построением при их движении по разгрузочным кривым.
Глубина заложения фундаментов под укосину определяется в соответствии
с действующими нормами и составляет обычно 2 ,5 —3 ,5 м.
Для клетевого подъема глубина заложения опорной рамы зависит от конст­
рукции посадочных кулаков (600—700 мм), при скиповом подъеме опорная рама
устанавливается на одной отметке с устьем ствола или на 100 мм ниже — для уста­
новки противопожарных ляд.
Расчетные нагрузки н а копер Расчет копров ведется с учетом их силы тяжести,
рабочих и разрывных усилий в подъемных канатах, ветровых нагрузок, рабочих
усилий в канатных проводниках, усилий при обрыве подъемного каната, динами­
ческой нагрузки при посадке клетей на кулаки.
Нагрузки (кН) от силы тяжести копра с достаточной точностью можно опре­
делить по формулам:
для одноподъемных копров
Q = 0 .2 2 Я / 5 ^ ;
для двухподъемных копров с одной укосиной
( I I . 6)
G = 0 ,2 5 # \ f S ^ ;
то же, с двумя укосинами
( I I . 7)
G = 0,30//
для копров смешанной системы
(И *3)
G = 0,16//
(1 1.9)
где // — полная высота копра, м; S max — наибольшее разрывное усилие одного
канатов, кН. Силу тяжести станка с обшивкой, армировкой и кривыми обычно
Принимают за 40—50 % силы тяжести копра, головки — 25—30 % и укоси­
ны _ зо % .
53
Основные рабочие нагрузки на копер возникают в результате натяжения
подъемных канатов. Они передаются на элементы копра через направляющие
шкивы. На каждый шкив действует сила, равная геометрической сумме натяже­
ний вертикальной и наклонных ветвей каната .'Сила Rx для верхнего каната опре­
деляется составляющими Р х и Qlt а сила R2 Для нижнего каната составляющими
Р 2 и Q2 (рис. 11.10). Из треугольников сил находим величины равнодействующих
для верхнего каната:
горизонтальная составляющая
Рх — Sx sin а ±\
(11.10)
вертикальная составляющая
Qi — Sx (1 + cos а г).
(11.11)
Из заштрихованного треугольника
R1 = 2 S 1 c o s - ^ - ;
•
(11.12)
где cq — угол, образуемый направлением верхнего каната с вертикалью; Sx —
натяжение верхнего каната, кН.
Для нижнего каната соответственно:
Р2 = S2 sin а.2,
(11.13)
Q2 = S2 (1 + c o s a 2);
(11.14)
R2 =
2 S 2 cos
,
(II.1 5 )
где а 2 — угол, образуемый направлением нижнего каната с вертикалью; S2 —
натяжение нижнего каната, кН.
При нормальной работе подъема на копгр действует натяжение двух подъем­
ных канатов. Величина натяжения каждого из них складывается из полезного и
«мертвого» грузов, силу тяжести каната, сопротивления трению лап о проводники
и динамической нагрузки от движущихся масс. Натяжение от силы тяжести каната
изменяется в зависимости от длины свисающего участка, т. е. с подъемом сосуда
натяжение уменьшается, а с опусканием — увеличивается. В опускающемся ка­
нате наибольшее натяжение будет в конце подъема. Натяжение (кН) верхнего
подъемного каната с учетом сосуда с грузом:
в начале подъёма
S H. i = [ G + Q + r ( f l + /i)] ( l + 9 § f ) b 0 6 ;
(11.16)
в Kot це подъема сосуда с грузом
5к. 1 = (G + <3 + Wh) ( 1 - N p j - ) 1.06,
( I I . 17)
где 0 — сила тяжести поднимающегося сосуда, кН; Q — «мертвый» груз, кН;
W — сила тяжести 1 м подъемного каната, к*Н; И — высота подъема, м; h — вы­
сота от приемной площадки до направляющих шкивов, м; PL — ускорение в на­
чале подъема, м/с2.
Натяжение (кН) нижнего каната:
в начале спуска сосуда
+ « +
(1 1 .1 8 )
в кенце спуска сосуда
SK. 2 = [G + Q + W (H + h)]
где G — сила тяжести опускающегося сосуда, кН;
подъема, м/с2.
54
(I I .1 9 )
Р2 — замедление в конце
Максимальное значение горизонтальной со­
ставляющей, опрокидывающей копер, в начале
подъема при полной нагрузке от натяжения верх­
него каната
Р max — 2SH. i sin
+ W (H + h)] ( l
= 2 * 1,06 [G -f- Q -j-
( 11.20 )
| g ^ g j) sin a ,
-ш -
а вертикальной составляющей от натяжения
него каната
^гпах :
2 S,к . 1 COS —г г - =
2
- т д а № + « + г < я + / 0 ! ( 1 - ^ )
X cos2
ниж­
a2
X
U
1П
( 11. 21)
Ветровая нагрузка прикладывается к узлам
I
ферм копра и принимается в соответствии с СНиП
II-6— 74.
Рабочие усилия в канатных проводниках скла­
дываются из соответствующих сил тяжести канатов
и натяжных грузов. Точки приложения усилий —
в местах закрепления канатов.
Рабочие усилия в тормозных канатах парашют­
ных устройств также слагаются из сил тяжести ка­
натов и натяжных грузов, а точки приложения
расчетных усилий находятся в местах установки
амортизаторов.
Экстренные нагрузки от разрывных усилий
в подъемных канатах возникают при внезапной ос­
тановке подъемного сосуда, поднимающегося с мак­
симальной скоростью; при переподъеме сосуда и др.
Рис. 11 .1 1 . Схема баш енного
При расчете копров в качестве экстренных нагрузок
копра
принимают разрывное усилие каната на одной ветви
плюс двойное усилие на другой сопряженной ветви.
Динамическая нагрузка (кН) при посадке клетей на кулаки
дин
4Qo>
( I I .2 2 )
где Q0 — сила тяжести груженэй клети, включая хвостовой канат, кН.
Расчет копров производится на основные, дополнительные и особые сочета­
ния нагрузок. К основным относят сочетания от силы тяжести коыра, рабочих
усилий в подъемных канатах и в тормозных канатах парашютных устройств.
К дополнительным относят сочетания из основных нагрузок и ветровой на­
грузки.
Особые сочетания нагрузок составляют сила тяжести конструкций, двойное
рабочее усилие во втором подъемном канате, разрывное усилие в одном из подъем­
ных канатов, усилия в тормозгых канатах парашютных устройств.
К о п е р б а ш е н н о й с и с т е м ы содержит помещения для подъемных
машин, приемки и обработки руды, вспомогательных служб. На объемно-плани­
ровочные решения влияют главным образом мощность шахты, глубина и диаметр
ствола.
Размеры копра в плане определяются числом и размером подъемных сосудов,
их размещением в стволе. В плане башенные копры могут быть прямоугольными
и круглыми. Полная высота (м) копра (рис. II. И)
/ / = Л * + Л * + А Э+ Л 4
( I I .23)
55
Л -А
V
о,о
------------------------
—
1
-------------------------- 3^-
ге
^
Рис. 1 1 .1 2 . Здан и е п одъем н ы х машин
гдеЛх — высота до уровня установки приемной воронки (при скиповых подъемах)
или высота уровня приемной площадки (при клетевых подъемах), м; h2 — вы сота!
от приемной воронки до пола шлюзовой камеры, м; h3 — высота помещения откло|
няющихся шкивов и электрооборудования, шлюзовой камеры и высота подмашинных балок, м; Я4 — суммарная высота залов, м. В плане размеры башенных копров следует принимать кратными 3 м, по высоте — 0 ,6 м.
Высота этажей определяется в соответствии с требованиями СН 2 2 3 —62
«Основные положения по унификации объемно-планировочных и конструктив­
ных решений промышленных зданий* и должна еостаилять не менее 3,6 м
Минимальная высота машинных залов 8,4 м.
Машинные залы занимают несколько верхних этажей копра. Часть копра
предназначается для размещения приемных площадок, вентиляторов, электро­
подстанций и помещений для технологического оборудования.
Башни копра могут быть с несущими стенками и каркасного типа. Несущие
стены выполняются из монолитного железобетона, возводимого в скользящей опа­
лубке, или из сборных железобетонных плит.
Для возведения стен башен каркасного типа применяют панели трехслойпые,
однослойной конструкции из легких бетонов и из алюминиевых листов с эффектив­
ным утеплителем. Междуэтажные перекрытия и покрытия возводят из монолит­
ного железобетона, а где это возможно, — из сборных железобетонных плит.
Фундаменты башенных копров из монолитного железобетона могут быть лен:
точгой, коробчатой, плигной или столбчатой формы.
Лестницы изготавливают из сборного железобетона по типовым сериям; полы.!
в машинном зале — мозаичные или из метлахской плитки.
56
Здания подъемных машин. Расположение здания относительно шахтного
ствола определяется схемой подъема, а размеры в плане — типом подъемной уста­
новки с учетом свободных проходов, которые принимают не менее 1— 1,5 м от
фундаментов машин до стен и не менее 2— 2,5 м со стороны машиниста. Высота
(М) здания
Я = й + : Ло-|-А1 + - ^ 6- ,
(I I .2 4 )
г д е h — высота от уровня пола до оси барабана, м; hL — расстояние от крюка
мостового крана до потолка или фермы, м; h0 = 0 ,5 -г- 1 — расстояние между крю­
ком крана и барабаном, м; Dq —- диаметр барабана, м.
В здании подъемной машины с диаметром барабана свыше 3 м обычно имеются
подвальные помещения.
Оборудование в подвал подается через монтажные проемы в перекрытии, а в
машинный зал через ворота или монтажные проемы в стенах здания. В стене,
обращенной к стволу, имеются г роемы для пропуска канатов. Иногда проемы рас­
полагают в перекрытии здания. В одном помещении допускается установка не­
скольких подъемных машин (pi:c. 11.12) при условии устройства изолированных
остекленных кабин для машинистов.
Под канатами для предотвращения их провисания при напуске и капежа
в зданиях сооружают ограждения.
Здания подъемных машин с диаметром барабана менее 3 м оборудуют мон­
тажными балками для подвески талей по оси подъемной машины и оси электродви­
гателя, при диаметре барабана более 3 ,5 м устанавливают мостовой или подвесной
краны.
§ 2 8 . Н адш ахтн ы е здания
Надшахтные здания служат для размещения в них оборудования, связанного
с выдачей руды и породы, спуска людей, оборудования и материалов в шахту,
а также комплекса главного или вспомогательного стволов. Их размеры зависят
от производственной мощности шахты, технологии выдачи руды, вида подъема и
применяемого оборудования.
К о м п о н о в к а н а д ш а х т н ы х з д а н и й может быть выполнена ио
высотной, плоскостной или смешанной схемам. По высотной схеме (рис. II. 13, а)
технологические устройства располагают одно над другим, а движение руды про­
исходит сверху вниз под действием силы тяжести. При такой схеме требуется зна­
чительная высота копра и надшгхтного здания. Плоскостная схема (рис. II. 13, б)
не требует высоких копров и надшахтных зданий, но влечет за собой устройство
дополнительных галерей. По смешанной схеме (рис. И. 13, в) у копра располагается
надшахтное здание с приемным устройством, а на погрузочных бункерах — сор­
тировка. В надшахтных зданиях ширина свободных проходов со стороны непо­
движных частей оборудования должна быть не менее 700 мм, со стороны подвиж­
ных — 1000 мм; высота проходов — не менее 1800 мм. Площадки на высоте более
300 мм необходимо ограждать перилами высотой не менее 1000 мм. Ширина лест­
ницы к рабочим площадкам должна быть не менее 700, 900 и 1000 мм при нахожде­
нии на площадках соответственно одного, двух, трех и более человек.
Высота первого этажа надшахтного здания определяется с учетом смены подъ­
емных сосудов и спуска в ствол длинномерных материалов. В зданиях для спуска
и подъема людей устраиваются посадочные площадки, которые оборудуются авто-,
магическим счетом людей, спускаемых в шахту.
О б м е н в а г о н е т о к в надшахтных зданиях осуществляется по одной
Из многих схем, которые можно объединить в три основные группы.
I г р у п п а объединяет схемы со свободным перемещением вагонеток ио
самокатным рельсовым путям с пусковым уклоном. Особенность этой группы —
°бязательная компенсация высоты и большое число механизмов.
II г р у п п а объединяет схемы с перестановочными и поворотными плат­
формами при наличии самокатных путей. Для этой группы характерно наличие
принудительного, кругового и поперечного перемещений вагонеток и отсутствие
компенсации высоты.
57
III
г р у п п а объединяет схемы с принудительным перемещением вагон
ток при отсутствии самокатных рельсовы х путей, пусковы х уклонов и компен­
сации высоты.
Пои кольцевой схеме (рис. 11.14, а) вагонетка, поднятая из ш ахты , с помощью
толкателя ниж него действия вы талкивается из клети порожней вагонеткой (по­
рож няя вагонетка до прибытия клети удерж ивается стопором). Г руж ен ая ваго ­
нетка самокатом н ап равляется к круговом у опрокидывателю и останавливается
на стопорах. Со стопоров при помощи стрелочных переводов она н ап р авл яется на
один из опрокиды вателей, разгр у ж ается и поступает на задерж иваю щ ие стопоры
компенсатора высоты, откуда по самокатному уклону скаты вается со стрелочного
перевода на один из двух путей и устанавливается на цепные толкатели.
Разновидностью кольцевой откатки является схема с использованием пово­
ротных платформ (рис. 11.14, б), что позволяет сократить протяж енность откаточ­
ных путей и, следовательно, уменьш ить объем надш ахтного здания.
При тупиковой схеме (рис. 14, в) изменяется направление движ ения вагонеток
при помощи тупиковы х стрелочных переводов и буферных отбойников, располо­
женных в конце надш ахтного здания. Г руж еная вагонетка вы талкивается из клети
порожней вагонеткой и движ ется по наклонному пути; за счет приобретенной ско­
рости поднимается на горку, останавливается и через стрелочный перевод п осту­
п ает к опрокиды вателю . После разгр у зк и вагонетка поднимается компенсатором
высоты на наклонны й путь и, набрав скорость, поступает на вторую наклонную
горку, откуда скаты вается до стопоров перед клетью"
____ _
Комбинированные схемы (рис. 14, г)
включают элементы тупиковы х и кольце­
вых схем.
Одна из разновидностей таких схем
основана на использовании перестановоч­
ных платформ д л я поперечного перемещ е­
ния вагонеток относительно входа и вы­
хода из клети.
Платформы грузовой и порож няковой
сторон могут работать независимо друг от
друга.
Рис. 11.13. Схемы ком поновки технологического комплекса н а поверхности рудника:
а — вы сотная сх ем а; б — п л о ско стн ая ; в — смеш анная
58
а
Рис. 11.14. П ри н ц и п и альн ы е схем ы обмена и откатки в аго н ето к с сам окатн ы й движ ением :
сI — к о л ь ц е в а я с к ри воли н ей н ы м и путям и; б — ко л ь ц ев ая с поворотным и платф ормами;
« — ту п и к о в а я ; г — к о м би н и рован н ая; 1 — т о л к а т е л ь цепной; 2 — стоп ор за д е р ж и в а ю ­
щий; 3 — двери стволовы е предохрани тельны е; 4 — к у л а к и посадочные; 5 — клети;
6 — стрелочн ы й п ер ево д с приводом ; 7 — оп роки ды вател ь к р у го в о й : 8 — ком пенсатор
высоты; 9 — у зко к о л ей н ы е рельсовы е пути; 10 — п ово р о тн ая п латф орм а; 11 — торм оз
путей; 12 — буф ерны й отбойник
§ 29. Разгрузочные эстакады, галереи, приемные бункера
Разгрузочные эстакады — открытые горизонтальны е или наклонные инженер­
ные сооруж ения, служ ащ ие д л я эткатки подвиж ного состава от надш ахтного зд а ­
ния к приемным бункерам, на склады , отвалы , обогатительные фабрики. Э стакады
могут быть выполнены из металла, ж елезобетона и дерева.
Предельны й угол н аклон а и располож ение эстакад в плане определяется
схемой околоствольны х сооруж ений. Высота их располож ения над землей долж на
Удовлетворять требованиям С Н иП , ш ирина зависи т от числа рельсовых путей.
^ Конвейерные галереи — это закры ты е эстакады , оборудованные конвейерами.
г абариты галерей зав и сят от числа и размеров устанавливаем ы х в ней конвейеров
и ширины проходов (табл. 11.11, 11.12, рис. II. 15).
59
Т а б л и ц а
11.11
Габариты одноконвейерных галерей, мм
1 ип
О сновные разм еры
Ш ирина
лен т, мм
(см. рис. 11.15, а)
А
3
Г
Е
-
в
I
400
500
700
700
яоо
900
900
800
2400
2400
3000
3000
II
650
800
960
700
1040
1300
1000
1000
3000
3000
3600
3600
III
1000
1200
1000
840
1500
1760
1100
1000
3600
3600
4200
4200
IV
1400
1600
1040
820
1960
2180
1200
1200
4200
4200
4800
4800
V
2000
2600
1400
5400
6000
1400
Т абли ца
11.12
Габариты двухконвейерных галерей, мм
Т еп
Ш ирина
лен т, мм
О сновны е разм еры (см. рис. 11.15, б)
А
Б
г
Б'
А'
Е
в
Д
IV
400
500
650
700
700
560
800
900
1040
1200
1000
1000
800
900
1040
700
700
560
4200
4200
4200
4800
4800
4800
2000
2000
2040
V
800
700
1300
1400
1300
700
5400
6000
2700
VI
1000
1200
1400
1000
700
640
1500
1760
1960
1400
1640
1640
1500
1760
1960
1500
1040
700
6900
6900
6900
7500
7500
7500
2900
3400
3600
VII
1600
2000
1210
700
2180
2600
162С
180С
2180
2600
1210
700
8400
8400
9000
9000
3800
4400
Пролетные строения галерей выполняются из стальны х решетчатых сварных
ферм по 18, 24 и 30 м, покры тия и перекры тия — из сборных ж елезобетонных плит,
стеновое ограж дение — из утепленных панелей с деревянным каркасом , обшитым
с двух сторон асбоцементными волокнистыми листами, или легкобетонное.
Обшивка стен холодных галерей выполняется из асбоцементных листов,
кровля — из рулонны х материалов с устройством защ итного покры тия.
Приемные бункера (рис. 11.16) располагаю т в непосредственной близости от
станка копра. К онструкц ия, форма и размеры их сечений зав и ся т от компоновки
сооруж ения, требуемого зап аса м атери ала, способов загр у зк и и вы грузки, типа
несущих конструкций, ф изических свойств хранимых материалов. Б у н кер а бы­
вают стальные, монолитные железобетонные, сборные ж елезобетонны е и смеш ан­
ной конструкции.
Расход м атериала на 1 т емкости бункера (табл. II. 13) зависит от его размеров
и формы.
60
а — д л я одного конвейера? б — дл я дву х
р ис. 11.16. Схемы бункеров:
°.Дностор? нний: 6 " Д вухсторонний; в — с ц ен тр ал ь н о й р азгр у зк о й ; г — со с к л а д ­
н ы м дном; д — с ц ен тральн ой и боковой р а зг р у зк о й ; е — с плоским дном; ой — сисныи; з
с подвесным параболическим дном; и — с конусны м дном; к — с ко н у со о б ­
разны м и дном и верхом
Т аб л и ц а
11.13
Расход материалов на сооруж ение бункеров
На 1 т ем кости бункера
Тип б у н к ер а
бстоиа,
М3
кру гл о й
а р м ату ­
ры , к г
проката
(без
учета
ф уте­
ровки ),
кг
Р асх о д
стали
к а 1 мя
бетона,
кг
Монолитный,
арми­
рованный сварными
сетками
Сборный из плит
Смешанной
кон­
струкции
0,17
29
12
240
0,16
0,10
27
4
17
33
263
370
Монолитный,
арм и ­
рованный отдельны­
ми стержнями
0,15—
0,30
1 9 -4 0
Монолитный со сталь­
ной воронкой
Монолитный круглого
типа со стальной в о ­
ронкой
0,07—
0,10
0,06
11— 16
Н а за­
кладные
детали
3 -2 0
2 7 -3 3
12
10
390
Смешанной к онструк­
ции с монолитной п ли ­
той
Сборный
ж елезобе­
тонный
0,11
10
37
437
0,8 —0,10
16—28
2—3
240—310
Сборный
ж елезобе­
тонный со стальной
воронкой
0,09
15
46
690
Ящичный с плоским
днищем из сборных
предварительного н а­
0,06
11,5
7,5
200
Сборный ж елезобе­
тонный со стальной
воронкой
0,07
50
50
Сборный
тонный
0,15
23
23
Д анны е
Ленпромстройпроекта
120— 160
480—520
п р яж ен и я ребристы х
Гипрониксля
П ромэнергонроекта
Технические
реш ения Лснпромстройпроекта
железобетонных плит
со стальными ворон­
ками размером 9,2Х
X 60 м
ж елезобе­
Ц Н И ИПр омзданий
62
У
П р о д о л ж е н и е
табл.
1 1.1.13
Н а I т ем кости бун кера
Т ип б у н к ер а
п р о к ата
(б ез
учета
ф у те­
ровки ) ,
кг
Расход
стали
на 1 м3
бетона,
кг
Д анны е
м*
кру гл о й
ар м ату ­
ры , к г
Сборный
ж елезобе­
тонный со стальной
воронкой
0,07
11
41
148
Гипрошахта
Сборный
ж елезобе­
тонный штабельный
длиной 42 м емкостью
1700 м 3
0,10
27
5
277
Гипронемструды
М онолитный лотко­
вый размером 6 х
Х 48 м
0,11
21
5
180
П роект Гиппроникеля
Л отковый из сборных
железобетонных плит
со стальными ворон­
ками размером 12,ЗХ
ХЗОО
0,02
3
23
235
П роект Механобра
бетона,
Расчет любого бункера следует начинать с определения его объема !рис. II. 17),
массы, а так ж е полож ения центра тяж ести относительно осей координат. Д л я об­
щего случая
объем бункера
V = Vup + ^сор =
0 2 ^2 ^ 2
------0^*
+ # 0 Ь>2 Ь (2 а у -f- ^ 2 ) ^il*
(11.25)
координаты центра тяж ести бункера при его полном заполнении
*ц = *0* i
(Ьх^
Ьг) г
Уц = Уо'Ч —
У
Ь г)2 а Л
2аЛ
;
;
(11.26)
(I I -27)
высота и углы наклона стенок воронки
Я « = ]Л ? + < ^ ;
=
(И -2 8 )
(11.29)
где п — номер рассматриваемой стенки.
63
Рис. 11.17. Схема к определению объем а и ц ен тра тяж ести бункеров
И стинная длина ребра пересечения стенкп п*с плоскостью k и угол наклона
этого ребра к горизонту:
(11.30)
1g Pi
hi
(I I -31)
Углы наклона ребер бункеров долж ны быть не менее у гл а трения материала
о стенки бункера.
Д л я защ иты внутренней поверхности стенок от истирания и разруш ения
вследс?вие ударов кусков материала при загр у зк е прим еняю т различного рода
футеровки (каменное литье, стальны е листы , ш лакоситалловы е плиты, чугунное
литье и др.).
В последнее время все больш ее распространение стали получать футеровки
из ш лакоситалла, износостойкость которого в 10 р аз выше, чем углеродистой
стали н серого чугун а. К стенам бункеров такие футеровки крепятся при помощи
замазки.
М инимальный диаметр (мм) вы пускного отверстия бункера
d = k ( D + 8 0 ) tgepo,
(11.32)
где D — максимальны й размер кусков м атериала, мм; ср0 — угол естественного
откоса м атериала; k — коэффициент, равный 2 ,4 —2,6. П риведенная формула
64
справедлива при ф = 30°-4-50° и D < 300 мм. Н аим еньш ая b и наибольш ая С
стороны прям оугольного выпускного отверстия, мм:
*= - ^
L * (80 + D ) t g ( fo;
(П -3 3 )
С = bn,
(11.34)
где п = - j - — отношение сторон прям оугольн ика, принимаемое в пределах 1—2.
Форма и размеры подземных бункеров в дробильно-перегрузочны х пунктах,
размеры аккум улирую щ их емкостей (рудоспусков) на каждом руднике решаются
в зависимости от конкретных условий.
§ 30. Калориферные установки
Калориф ерные установки сл у ж ат для подачи подогретого воздуха в ш ахту
в холодное время года. Т емпература воздуха в устье ствола долж на быть не менее
- г 2 °С.
В зависимости от системы вентиляции ш ахты установки располагаю т или
рядом с надшахтным зданием или рядом со зданием вентиляторов. П одача подо­
гретого воздуха в ствол осущ ествляется непосредственно через калориферный к а ­
нал или через специальны й канал, где он предварительно смеш ивается с холод­
ным воздухом.
Калориф ерные установки рассчитываю т, исходя из самой низкой темпера­
туры, заф иксированной в данном географическом районе.
Размеры зданий калориф ерных установок определяю тся в зависимости от
числа калориф еров и их поверхности нагрева. В качестве теплоносителя прим е­
няю т пар или перегретую воду. Т ем пературу воздуха регулирую т изменением ко­
личества теплоносителя либо изменением поверхности н агрева калориф еров.
При определении расхода тепла необходимо учитывать его потери в подземном
канале и в устье ствола ш ахты , составляю щ ие в среднем 5 % от общего расхода.
Независимо от вида теплоносителя в калориф ерны х установках следует предусма­
тривать обводные каналы с уклоном не менее 0,005 в сторону ствола шахты. Н е ре-
н1
А- А
1J,50
Рис. 11.18. К алори ф ерн ая у стан о вк а п рои зводи тельн остью 3 0 — 60 м3/с
3 П /р В . А. Г р ебен ю ка и д р .
65
-
комендуется примыкание кан ал а со стороны людских подъемов. К алориф ерны е
каналы , как правило, заглубляю тся в землю на 1,5—2 ,5 м. При высоком уровне
грунтовых вод и небольшом ссчении каналов подогретый воздух в ствол целесооб­
разно подавать выш е уровня земли. К аналы сечением 2— 6 м2 п ринято р азв ет­
влять на два ру к ава д л я равномерной подачи подогретого воздуха.
Зд ани я калориф ерны х установок (рис. 11.18) оборудую тся грузоподъемными
механизмами.
§ 31. Склады руды
Склады руды сл у ж ат д л я н акопления и хранения руды и по своему н азн ач е­
нию делятся на аварийны е, раздаточные и регулировочные (рис. И . 19). И х емкость
зависит от производительности шахты, условий работы п редп риятия и потреби­
теля.
Склады оборудую тся стационарными погрузочными устройствами (грейф ер­
ные краны, порталы , скреперные установки) либо передвижными (автомобильные
и тракторны е погрузчики, ленточные конвейеры) погрузочными устройствами.
Ш ирокое применение на складах получили стационарные установки с и спользо­
ванием мостовых грейферных кранов (рис. 11.20).
Стационарные склады , оборудованные скреперными установками (рис. 11.21)
и ленточными конвейерами, имеют небольшую емкость ш табелей, поэтому большого
распространения на крупных п редприятиях не получили.
Эстакадные склады (рис. 11.22) не требую т распределительного механизма.
Основной недостаток — ограниченная емкость.
П олубункерны е склады (рис. II.2 3 ) — одна из разновидностей эстакадны х.
Их днище вы полняется в виде воронки, а р азгрузка производится на ленточные
конвейеры, находящ иеся под полубункером.
Д л я накопления готовой к отправке руды сооруж аю тся открытые и закрытые
склады, а так ж е бункерные и полубункерные устройства.
Рис, 11.19. Ш ахтны е склады руды:
а — авзр и й н ы е больш ой емкости; б, в — регулировочны е
Рис.
I —
4 —
7 —
66
11.20. Грейф ерны й склад с мостовы м перегружателем:
конвейер прям ой подачи; 2 — р а згр у зо ч н а я тел еж ка; 3 — сам оходны й ш табелер;
рельсовы й путь; 5 — поворотный консольны й конвейер; 6 — основной ш табель;
грейфер
А--А
Рис. I I .2 1 . Схема скреперного склада:
1 — ленточны й ко н вей ер прям ой подачи; 2 — ленточны й кон вей ер обратной подачи;
3 — вы н о сн ая стрела; 4 — пери он ачальн ы й ш табель; 5 — скреп ер; 6 — с к р еп ер н ая у с т а ­
н овка; 7 — р азгр у зо ч н ы й бункер
Рис. 11.22. Э стакадн ы й ск л ад с одн оковш овы м экскаватором :
/ — ш табель; 2 — ленточны й кон вейер п рям ой подачи; 3 — эк ск ав ато р ; 4 — п одви ж н ой
состав
3*
А-А
Рис. 11.23. П олубункерны й склад:
1 — конвейер; 2 — р а зг р у зо ч н а я тел еж к а; 3 — питатели; 4 — сборны й кон вейер
Выбор схемы бункера (табл. 11.14) зависит от вида ископаемого, внешнего
транспорта и м атериала бункера.
П олубункеры отличаю тся от бункеров тем, что запас руды в них хранится
в ш табелях, расположенны х на уровне или ниж е уровня земли, с конусообразным
или траншейным основанием. Д л я защиты руды от атмосферных осадков полубункеры иногда сооруж аю т крытыми. При безбункерной п огрузке руда поступает
на внешний тран спорт непосредственно из ш ахты при помощи ж елобов, конвейе­
ров, экскаваторов и кранов.
Усреднительные склады сл у ж ат д л я подачи на фабрику руды постоянного,
ранее запрограм мированного содерж ания, что позволяет обеспечить устойчивый
Т аб л и ц а
Рекомендации (зн ак плюс или минус) по выбору схем бункеров
Вид и скопаем ого,
ви д внеш него тр ан сп о р та ,
м атериал бу н к ер а
Руда:
кусковая
м елкая
Внеш ний транспорт:
ж елезнодорожный
автомобильный
водный
подвесная кан атн ая дорога
конвейеры
трубопроводный
М атериал бункера:
металл
железобетон:
монолитный
сборный
дерево
кирпич
68
Схема бун кера
е
ж
3
и
к
—
_L
1
— '' —
—
—
!
"Г
—
_L
i
—
—
+
—
+
—
+
+
44I-
—
+
—
+
"F
—
—
+
+
—
—
+
+
Т
1
•
1
т
—
—
—
—
—
—
—
+
+
—
+
—
4-
+
—
—
—
—
—
1
“Г
—
—
+
+
4k-.
в
+
+
-1-
4"
1
1
+
Л1-
+
+
+
+
—
+
1
-1-
+
—
+
(см. рис. 11.16)
д
б
а
I I . 14
1
"Г
+
—
—
г
—
1
"1“
1
+
+
“Г
—
+
+
+
+
1
1
+
+
—
+
+
+
+
+
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
+
режим работы ф абрики, повысить извлечение компонентов в концентрат и у л у ч ­
шить его сортность. Это достигается разработкой технологических погоризонтных
и поблочных к а р т е выделением сортов и типов руд, обоснованием мест размещ ения
усреднительны х складов, их объема, п оряд ка работы и средств м еханизации.
Н аиболее простой и доступный по исполнению метод усреднения руды — ‘ее
послойная у к л ад к а в ячейках бункеров за счет непрерывного реверсивного дви ­
ж ени я Челноковых ленточных конвейеров вдоль секций бункера.
Емкость усреднительны х складов колеблется в пределах 10—20-дневного
зап аса руды. У кл адка руды в ш табеля обычно производится тонкими слоям и, что
позволяет при взятии руды из ш табеля обеспечивать хорош ее усреднение ее каче­
ства. Р а зг р у зк а усреднительны х ш табелей производится экскаваторам и либо
специальными разгрузочны ми машинами (рудоусреднителям и).
Д л я взвеш ивания руды с целыо устранения н едогруза и перегруза транспорта
на ш ахтах оборудую тся весовые и дозирую щ ие устройства.
§ 32. Отвалы пустых пород
Д о л я пустых пород в общей выдаче горной массы зависи т от схемы вскры тия,
подготовки и принятой системы разработки месторож дения. Д л я ж елезны х, м ар­
ганцевы х, алюминиевых, цинковых и медных руд она ориентировочно составляет
10— 20 % , апатитовых и фосфоритовых — 15—20 % ; молибденовых и вольф рамо­
вых — 20—30 % .
О твалы пустых пород располагаю т с подветренной стороны на расстоянии от
населенных пунктов не менее 500 м, вентиляционны х стволов, шурфов — 80 м,
административно-бытовых и конторских зданий — 50 м, технологических и д р у ­
гих зданий и сооруж ений — 20 м.
Н еобходимая емкость отвала (м3)
V=
(1 1 .3 5 )
где А й — количество породы , выдаваемой из ш ахты в течение года, т; Т — про­
долж ительность эксп луатаци и , лет; у — насы пная плотность пород, т/м3.
Т аб л и ц а
11.15
18
23
—
625
625
0,625
0,625
4,0
4,0
180
230
6,5
10
5,6
5,6
16
21
—
650
650
0,650
0,650
6,0
6,0
100
130
100
130
180
230
180
230
300
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
62
82
62
82
112
114
112
114
188
114
90
114
90
64
50
64
50
38
500
500
450
450
425
425
370
370
340
1— 2,5
1—2,5
1— 2,5
1— 2,5
1— 2,5
1—2,5
1,5—2,5
1,5—2,5
1,5— 2,5
2,5
2,5
4
4
5
7
5
7; 14
7; 14
Емкость о тв а ­
ла, млн. м3
5,6
5,6
Расчетная д л и ­
на дороги, км
6,5
10
Р ассто я н и е
между в а г о ­
нетками, м
100
130
Частота подачи
вагонеток, ч " 1
Г ру зоп о дъ ем ­
ность ваго н ет­
ки, т
К ольцевая с прям о­
угольным отвалом
Скорость д в и ­
жения ваго н ет­
ки, м/с
М аятниковая однолу­
чевая с одной вагонет­
кой
М аятниковая
двух­
л у чевая с двумя ваго­
нетками
К ольцевая с хребто­
вым отвалом
К ольцевая с сектор­
ным отвалом
Расчетная ч а ­
совая п р о и зво ­
дительность, т
Т ипы о твал ь н о й к а ­
н атн ой дороги
М аксим альны й
отвальный п р о ­
лет, м
Основные технические показатели кан атн ы х дорог
69
Ри с. 11.24. Схемы обр азо ван и я террикоников:
а — при о ди и и у гево й о т к а т к е с применением х востов ого кан ата:
б — то ж е, без х во сто в о го кан ата; в — при д ву х п у те в о й о тк ат к е с хвостовы м кан атом ;
г — с д в у х п у те во й о тк ат к о й без х востов ого к а н а т а ; д — со сдвоенной однопутсвой о т к а т ­
кой и хвостовым кан ато м ; е — со сдвоен ной одн оп утевой о ткатко й без хвостового к ан ата ;
/ — за г р у зо ч н о е у стр о й ств о ; 2 — скип ; 3 — р а зг р у зо ч н а я ф ерма; 4 — н атя ж н о е у с т р о й ­
ство; 5 — о тк ато ч н ая л еб ед к а; 6 — н ап р авл яю щ и й б л о к; 7 — путёвы е р о л и к и ; 8 — р а ­
бочий к а н а т ; 9 — х в о сто в о й кан ат
О твалы пород сл едует р азли чать: по х ар ак тер у отвалообразования — н а­
сыпные и намывные; по способу транспорта пород — по рельсовым путям на терриконик, канатны м и подвесными дорогам и, автосам освалам и, конвейерами, г и ­
дротранспортом; но конф игурации — конусны е, хребтовые, секторные, намывные.
Схема отвала выбирается в зависимости от отведенной для него площ ади, вида
транспорта и необходимой его емкости. П ри транспортировании руды в отвалы
с доставкой пород по рельсовым путям на терриконик применяю т схемы откатки
с хвостовым канатом и без него (рис. 11.24).
Д л я доставки породы в отвал на расстояние до 750 м прим еняю тся канатны е
дороги маятникового типа, свыше 750 м — кольцевого типа (табл. 11.15).
Автомобильный транспорт прим еняю т д л я доставки на расстояние 1— 2 км.
Возможно применение ж елезнодорож ного транспорта с разгрузкой ж елезн о д о р о ж ­
ных вагонов на отвал или промежуточной п ерегрузкой на отвальной станции на
д р у ги е виды тран спорта.
ГЛАВА 3
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ
ЗДА НИ Я
И СООРУЖЕНИЯ
Зд ани я и сооруж ени я, непосредственно не участвую щ ие в технологической
схеме рудного потока, относятся к вспомогательным.
§ 33. Административно-бытовой комбинат
А дминистративно-бытовой комбинат предназначается д л я обслуж ивания р а ­
бочих и размещ ения административного и инж енерно-технического персонала.
М инимальные затраты времени на все операции по обслуж иванию рабочих и ин71
Выход
Вход
Чистка и мытье
обуви
Умывальная
Вестибюль
Парикмахер с ка я
— Комендант
Столовая
Курительная
Санузлы
Гардеробная улич­
ной одежды
Санузлы
Сборный, зал —
зал собраний
.................... \
'
Нарядные
у част код
Диспетчерская
Контора
Гардеробная до­
машней одежды
Фотарий
*
Полотенечная
Прачечная
Сушильная
камера
Обеспылива ние одежды
буф ет
1
Душевая
Г7рдеообная оа бочей одеждь>
*
*
Питьевая
станция .
Ингаляторий
х
Респиратор ная
Здравпункт
Ламповая
Предварительное обес­
пыливание одежды
Чистка и мытье
обуви
Надшахтное
здание
Р и с. 11.25. Схема р асполож ения пом ещ ений и узлов бы тового ком бин ата
ж енернс-технических работников рудника достигаются четкой последователь­
ностью прохож дения людского потока (рис. 11.25).
В состав административно-бытового комбината входят помещения: контор­
ские, производственно-вспомогательные, сани-арно-бытового, медицинского и
вспомогательного обслуж ивания.
К конторским относятся помещения: для инж енерно-технических работни­
ков и руководства шахты, н ар яд н ая участков, зал собраний и помещения общ ест­
венных организаций (табл. 11.16). И х размещ ают в отдельном кры ле комбината
из расчета: 4 м2 рабочей комнаты на одного служ ащ его; 6 м2 конструкторских бюро
на один чертежный стол; 1,2 м2 залов совещаний вместимостью до 100 чел., на
одно место, а вместимостью более 100 чел. — 0,9 м2 на каж д ое место; до 15 %
72
Т абл и ц a
11.16
Площади помещений общ ественных организаций, м 2
С писочное число работаю щ их
на предп ри яти и
500 —
1000
1000 —
3000
1
оо
оо оо
5000 —
10 000
свыше
10 000
П артийная
В том числе:
кабинет секретаря
П рофсою зная
В том числе:
кабинет председателя
К омсомольская
В том числе:
кабинет секретаря
Р едакц ия многотираж ной газеты
до 500
Организация
12
18
27
45
66
96
12
24
18
42
18
66
24
78
24
90
24
96
12
12
18
12
18
27
24
30
24
42
24
54
12
12
-
18
24
18
24
18
30
18
54
СОЮ
площ ади рабочих комиат для кабинетов у п равлен ия при числе сл у ж ащ и х до
150 чел.; до 12 % площ ади рабочих комнат при числе служ ащ их 151—300 чел. и
до 10 % площ ади рабочих комнат при числе сл у ж ащ и х более 300 чел. П лощ адь о т­
дельного кабинета или рабочего помещения приним ается не менее 9 м2.
К помещениям санитарно-бытового обслуживания относятся гардеробные
домашней и рабочей одежды, душ евые, умы вальны е, помещения для суш ки и обес­
пы ливания рабочей одеж ды , прачечная, м астерская д л я ремонта одежды и обуви,
устройство для чистки и мойки обуви, питьевая станция, буфет, курительны е и
туалеты.
Ч исло мест д л я хранения одежды в гардеробах принимается: при хранении
одежды на веш алках — равным числу работаю щ их в наиболее многочисленных
смеж ных сменах; при хранении в ш каф ах — равным списочному числу работаю ­
щих. В гардеробных рабочей одежды устраиваю т кладовы е д л я хранения чистой
и грязной одежды площ адью не менее 3 м2 к а ж д ая . О борудование гардеробны х
устанавливается в зависимости от способа хран ени я одежды. При закры том спо­
собе одеж ду хр ан ят в одно- и двухъ ярусн ы х ш каф ах.
Душевые с одно- и двухрядны м располож ением открыты х кабин размером
0 ,9 Х 0 ,9 м размещ аю т смежно с гардеробными, при них устраиваю т преддуш евые,
предназначенны е д л я вы тирания тела. Ш ирина прохода меж ду рядами душ евых
кабин 2 м, а меж ду рядом кабин и стеной или перегородкой — 1,2 м. Ч исло ду­
шевых сеток, устанавливаемы х в одном помещении, долж но быть не более 30 и
определяться по числу человек, работаю щ их в наиболее многочисленную смену,
из расчета 3— 15 чел. на одну душ евую сетку в зависимости от групп производ­
ственных процессов. Расчетное время действия душ евой после каждой смены —
45 мин.
Умывальные размещ аю т смежно с гардеробными рабочей одежды. Ч исло к р а ­
нов в умы вальных определяется с учетом группы производственны х процессов и
числа работающих в наиболее многочисленной смене — от 7 до 20 чел. на один
кран. Расстояние меж ду кранами ум ы вальников принимается не менее 65 см,
ш ирина проходов между рядами умы вальников и стеной — не менее 150 см, а при
двустороннем располож ении умы вальников — не менее 200 см. К аж ды й ум ы валь­
ник оборудуется смесителем с подводкой горячей и холодной воды.
^
Помещения для сушки и обеспыливания рабочей одежды устраиваю тся обособ­
ленными и располагаю тся смежно с гардеробными д л я хран ени я рабочей одежды.
При содерж ании влаги в рабочей одеж де более 0 ,5 кг суш ка ее осущ ествляется
73
Т а б л и ц а
11. 17
М инимальные площади помещений питьевой станции, м2
Ч и сл ен н ость
Н азн а ч ен и е 'пом ещ ений
П рием , мойка и стери ли зац и я ф ляг и баллонов
Х ранение и выдача ф л яг, хранение и наполнение
баллонов питьевой водой
П риготовление питьевой воды
до 1000
1000—
2000
свыше
2000
6
12
8
1(5
10
20»
10
12
14.
в специальны х помещ ениях, площ адь которых определяется габаритам и устан ав­
ливаемого оборудования, но не менее 12 м2. П ри меньшем содерж ании влаги рабо­
чую одежду допускается сушить в закры ты х ш кафах для хранения рабочей,
одеж ды .
Д л я стирки рабочей одежды предусматриваю тся м еханизированны е прачеч­
ные согласно требованиям С Н иП I I — 8 0 —75. Состав помещ ения д л я ремонта
рабочей одежды и обуви и число рабочих мест устанавливаю тся согласно техноло­
гическим требованиям.
П итьевая станция (табл. II. 17) сл у ж и т д л я приготовления (кипячение, о х л а ­
ж дение и газирование) воды, ее хран ени я, наполнения ф ляг и выдачи их рабочим
перед спуском в ш ахту. В состав питьевой станции входят помещения кубовой,
ф ляговой, газирования воды, мойки и стерилизации ф ляг. П итьевые станции п ро­
ектирую т исходя из численного состава предприятия и сменного расхода воды
при норме 3 л на одного трудящ егося.
Температуру воды при раздаче принимаю т не выше 20 °С и не н иж е 8 °С.
К помещениям общ ественного питания относятся: столовые на полуф абрика­
тах, столовые на сырье, буфеты, комнаты для приема пищи. Столовые строят при
числе работаю щих в наибольш ую смену более 200 чел. При меньшем числе рабо­
тающ их предусматриваю т буфеты с отпуском горячих блюд, доставляем ы х из
други х предприятий общ ественного питания. При числе работаю щ их в макси­
мальной смене менее 30 чел. допускается устройство комнат прием а пищи из рас­
чета 1 м2 на каж дого посетителя. Ч исло мест в столовых принимаю т из расчета
одно место на 4 чел., работаю щ их в наиболее многочисленную смену, в залах столо­
вых долж но быть не менее 50 мест, а в буфетах от 10 до 50. Д л я приема и хранения
м олока предусматриваю тся распределители с охлаждаемыми камерами, площ адь
которых принимается из расчета 0,015 м2 на каждого получаю щ его молоко. Д л я
хран ени я молока при раздаче предусматриваю тся холодильники и моечные по­
суды из расчета 0,1 м2 на каж дого получаю щ его молоко н наиболее многочислен­
ную смену, но не менее 6 м2. П ри столовы х и буфетах предусматриваю т ум ы валь­
ники с нодзодкой горячей и холодной воды, а такж е туалеты . Столовые и буфеты
проектирую тся в соответствии с требованиями СНиП.
Расстояние от рабочих мест до туалетов, размещаемых в зд ан и ях , прин и ­
м ается не более 75 м. Ч исло санитарны х приборов в ж енских и м уж ских туалетах
принимаю т в зависимости от числа пользую щ ихся ими в наиболее многочисленной
смене из расчета 15 чел. на один санитарный прибор. В ход в ту ал ет устраиваю т
через тамбур с сам озакры ваю щ ейся дверы о.
П лощ адь курительной комнаты, размещ аемой вблизи н арядной, определяется
из расчета 0,03 ма на одного работаю щего в наиболее максимальную смену, но не
менее 9 м2.
К производственно-вспомогательным помещениям относятся л ам п овая, респи­
р аторн ая, телефонная станция и диспетчерская.
Ламповая сл уж и т д л я обеспечения рабочих индивидуальными светильникам и,
имеющими срок горения не менее одной смены. Л амповую разм ещ аю т по ходу
движ ения грудящ ихся из перехода в надш ахтное здание, и склю чая встречные
74
потоки. В ней устанавливаю тся специальны е стеллаж и с индивидуальными ячей­
ками д л я хран ени я и зарядк и светильников.
Л ам повая состоит из следую щих помещений:
Зал д л я хранения и зарядки с в е т и л ь н и к о в ....................................
0,07—0,09 м2
(на лампу)
М астерская для ремонта ламг., приборов и оборудования лам по­
вой
...................................................................................................................
В ы прям ительная
.........................................................................................'
К л а д о в а я ...........................................................................................................
Помещение хранения бензиновых л а м п .............................................
З ап р авоч н ая
..................................................................................................
10—20 м2
5— 12 м2
6 м2
6— 15 м 2
4— 8 м 2
П роходы меж ду рядами двусторонних зар ядн ы х станков сквозны е, шириной
не менее 1,5 м. Помещения ламповой долж ны быть сухими, хорошо проветривае­
мыми, защ ищенными от проникновения в них пыли; отделяю тся от остальной ча­
сти комбината стенами из несгораемых материалов.
Совместно с лампами хран ятся и самоспасатсли, число которых соответствует
числу трудящ и хся, работаю щих в шахте.
При отсутствии районного телефонного у зл а вблизи рудника п редусм атри­
вается телефонная станция. Телефонную станцию размещ аю т на первом этаж е
административно-бытового здания. При числе тру дящ и х ся 500, 500— 1000, 1000—
2000, 2000—3000, 3000 и более соответственно 100, 200, 300, 400, 500 телефонных
номеров (ориентировочно).
Помещение диспетчерской располагаю т около помещ ения телефонной станции.
О но оборудуется диспетчерским телефонным коммутатором и установками для
контроля работы наиболее ответственных механизмов. П лощ адь комнаты диспет­
чера принимается в пределах 25—36 м2 в зависимости о т сложности и мощности
предприятия.
К помещениям санитарно-медицинского обслуживания относятся здравпункт,
ф отарий, ингаляторий, помещения личной гигиены ж енщ ин. Здравпункт ы делятся
Т аблица
11.18
Состав и площади (м2) помещений здравпунктов
К атего р и и зд р авп у н кто в
С остав помещ ений
Вестибюль, ож идальн я и регистрату­
ра
П еревязочная
Кабинеты д л я приема больных
Комнаты деж урного персонала для
ф изиотерапии, помещение д л я ав то к л а ­
ва и хранения перевязочны х мате­
риалов
К омната временного пребы вания боль­
ных
К омната для медицинских процедур
Т уалет мужской
Т уалет ж енский
Д уш евая
В анная
I
II
III
24
12
12
12
24
48
Ь4
24
24
36
24
12
24
14
12
24
12
12
9
9
12
12
На 1
унитаз
То ж е
На 1
рож ок
На 1
унитаз
То ж е
—
—
На 1
унитаз
То же
—
12
На 1
унитаз
То ж е
На 2
рож ка
На 1
ванн у
.
1
IV
75
1 — вестибю ль; 2 — н ар яд н ая; 3 — за л совещ аний с ком натой д л я п резид иум а; 4 , 5, 6,
7 — кабинеты н ач а л ь н и к о в у ч астко в; 8 — х о зяй ствен н ая ком н ата; 9 — ж ен с к а я бы товая
на четыре категории: I — врачебный п ункт с тремя-четы рьмя врачами; II — т о ж е ,
с двум я врачами; II I — то же, с одним врачом; IV — фельдш ерский здравпункт
с одним фельдшером.
К атегория здравп ун кта н азначается в зависимости от числа работаю щ их на
руднике и принимается:
IV — 500— 1200 чел.; I I I — 1201—2000 чел.; II — 2001—3000 чел.; I — 3001—
4000 чел.
. Состав и площ ади помещений здравп унктов (табл. 11.18) устанавливаю тся
в зависимости от их категории.
Ф отарии могут быть кабинны е с установками д л я индивидуального облучения
в кабинах и проходные с установками для облучения людей, движ ущ ихся в о гр а ­
жденном специальном проходе. Ф отарии размещ аю т в гардеробных домашней
одежды. П ропускную способность ф отариев принимаю т из расчета: 10 чел. на
одну кабину; 90 чел. на один проход; число лю дей, пользую щ ихся фотарием,
составляет 80 % от работаю щих в наиболее многочисленной смене. Ш ирина про­
хода меж ду рядами кабин 2 м, а меж ду рядом кабин и стенкой — 1,5 м. Размер
кабины фотариев — 0 ,9 X 0 ,7 м; специального прохода проходных ф отариев —
0 ,9 X 1 ,5 м. В фотарии предусматриваю т помещение д л я обслуж иваю щ его персо­
нала площ адью не менее 4 м2.
И нгаляторий предусматривается в ц елях проведения профилактических и
лечебных мероприятий из расчета 20 % пользую щ ихся ингаляторием от рабо­
тающ их в наиболее многочисленной смене. Ч исло аэрозольны х установок опреде­
ляется пропускной способностью одной установки. В ингалятории предусматри­
ваю т процедурны е (по числу аэрозольны х установок), помещения для ож идания и
отдыха (площадью не менее 6 ма) из расчета 0,3 м2 на каж дого пользую щ егося ин­
галяторием в течение одного сеанса и помещения д л я оборудования и пульта
управления.
П ри числе ж енщ ин в наиболее многочисленной смене от 15 до 100 чел. преду­
сматриваю т: помещение д л я гигиенического ду ш а размером 2 ,4 Х 1,2 м, разм ещ ае­
мого в ж енском туалете, со входом в него из там бура туалета; места д л я раздева­
ния; процедурны е кабины, оборудованные гигиеническими душами; умы вальники
с подводкой холодной и горячей воды из расчета один умы вальник на каж ды е
4 кабины. Ч исло процедурны х кабин размером 1 ,8 Х 1 ,2 м принимают из расчета
одна каби на на каж ды е 100 ж енщ ин, работаю щ их в наиболее многочисленную
смену.
К помещениям вспомогательного назначения относятся: вестибюль, гардероб­
ная уличной одеж ды , технические помещ ения, кладовы е хозяйственного инвен­
та р я , переходы.
ко м н ата; 10 — ж ен ски й гардероб д л я чистой одеж ды ; 11 — м у ж ск а я бы товая ком ната;
12 — м у ж ск о й гар дер о б д л я чистой одеж ды на 100 двой н ы х ш каф ов; 13 — м у ж ско й г а р ­
дероб д л я рабочей одеж ды на 1С0 о ди н арн ы х ш каф ов; 14 — д у ш ев ая м уж ская; 15 — ж е н ­
ск и й гар дер о б д л я чистой одеж ды на 50 двой н ы х ш каф ов; 16 — ж ен ски й гар д ер о б д л я р а ­
бочей одеж ды на 50 дво й н ы х ш кафов; 17 — д у ш ев ая ж е н с к а я : 18, 19 — су ш и л ки ; 20 —
а в то за л ; Q1 — кросс; 22 — а к к у м у л я т о р н а я ; 23 — к и сл о тн ая ; 24 — щ итовая; 25 — теп ­
л о п у н к т; 26 — п ер ев я зо ч н ая ; 27 — и н га л я т о р н а я ; 28 — к аб и н ет врача; 29 — ком ната
врем ен н ого пребы ван ия бо л ьн ы х, 30 — к ом н ата п ерсон ал а; 31 — каби нет зу б н о го врача;
32 — м у ж ск о й гар дер о б д л я чистой одеж ды на 260 двой н ы х ш каф ов; 33 — ф отарий;
34 — см о тр о вая; 35 — п ар и к м ах ер ск ая на два рабочи х м еста; 36 — бы товая ком н ата; 37 —
вен ти л я ц и о н н ая к ам ер а; 38, 39 — душ евы е; 40 — м у ж ско й гардероб д л я рабочей одеж ды
на 260 двой н ы х ш каф ов; 41 — су ш и л ьн ая к ам ер а; 42 — кам ера обеспы ли вани я; 43 —вентк ам ер а; 44 — х о зя й ств ен н ая ком ната; 45 — сл у ж еб н о е помещ ение; 46 — пом ещ ение п р и ­
гото вл ен и я воды; 47 — л ам п о в ая; респ и р ато р н а я; 48 — м астер ская ; 49 — буф ет-автом ат;
50 — п ереход; 51 — п и тьевая станц и я; 5 2 — су ш и л ь н а я кам ера; 53 кам ера о б е с п ы л и в а ­
н ия; 54 — м у ж ско й гар дер о б дл я рабочей одеж ды на 190 двой ны х шкафов;* 55, 56 — д у ­
ш евые; 57 — ф отарий; 58 — см отровая; 59 — ф отари й ; 60 — м уж ской гардероб ули чн ой
и дом аш ней одеж ды на 190 двойн ы х ш каф ов; 61 — х о зя й ств ен н ая ком ната; 62 — бы товая
ком н ата; 63 — вен ти л я ц и о н н ая к ам ер а; 64 — к л а д о в а я ; 65 — за р я д н а я ; 66 — торговы й
за л буф ета; 67 — м оечн ая; 68 — к л ад о в ая ; 69 — к ом н ата п ерсон ала; 70 — подсобное п о ­
мещ ение буф ета; 71 — р а зг р у зо ч н а я ; 72, 73 — служ ебн ы е помещ ения; 74 — ди сп етчер;
75, 76, 77, 78 — ком наты общ ественны х о р ган и зац и й ; 79 — к л асс; 80, 81, 82, 83, 84, 85,
86 — кабинеты соответственно техники безопасности; главного маркшейдера, главного ме­
ханика. начальника шахты, секретаря, главного инженера; кабинет главного бухгалтера;
— планово-производственный отдел; 88 — приемная; 89 — бухгалтерия; 90 — венти­
ляционная камера; 91 — красный уголок; 92 — библиотека; 93 — архив
87
77
го
со
о
-ф со
-ф
со
о* о
о
о '
тг
о
о
:м
о
о
со
'ф
о
о
о
1Г- ■ф
о
о
о
о
м
со
”ф
CN
Г--
о
о
LO
см
о
г-^
о
*ф
о
CM
о
о
vO г-CD СМ
*“ —
о
о
о
о
о
о
о" о'
LO
О
см
CN —
f"
о
о
о
о
т*
о
о
1о
о
-ф
о
о
ю
о
'ф
tСМ
Ю г-~
CN
о
CN
LO f CD
ю -ф
•
'V*'.
о
со
—
—'
1
to
о
о
о ' о '
со со
>о со
о
о '
о
•ф см
о
о
о
о
СО о
■ф о>
о
—
’ф 00
—■ о
о ' о
гм
ОС Ю
ю ч .
о
о
о_
о
ю
Ол
о
сч
СО
[о
t -о
о
со
о
о ”
о
^ф со
о
о
о
o '
■ф
о
о
о" о
о
'ф
о
о
со
о
о*
о
со
о
*ф
о •
о
"тЬ [" Ю С4!
CN — Г
00
о
о
о
о
'ф
о
о
СО
о
о
ос 1<7>
ю СМ
о |о
1^- ■ф
о
о
о '
о
Г—
О
ОС CN
о>
о
о
■ф
о
о
о
о
оо
о
о
со
о
с— СО
о
о
о* о
*ф
Ю
CN
CO
CN
CM —
<ф
о
О
о
’ф СО
о^ о
о
О
ю
о
*Ф CN
о
о
о
о
:м
о
о
о ' о
о
ю
о
00
CN
о
•ф
О
t -о
о
о ' о
со
о
о
CN
о
о
о
о
<D
со
•ф
—
о
о
о
о
o ’
-Lо
о
со
о
ю
-ф
о
ю
со
о
о
’— 1 — •
о
о
со
о
о
см
о
о
о
05
1 - -Ф
о" о
со
о
о
СМ
чф
о
о
СО
о
о
со
см
о
ОС
—*
С~Г
■ф
с£ о
со
о
о
СО
о
о
СО о
ю
о
о
о
о
о"
о
о
-, -V-4
о
о
о
со
см т_1„
о" о
со см
о^ О л
о
о
о
о
3
t=l
JvJ
аа
оS t*°
r'N
<v
о
u о
<D
3
о
о
Си
<У
=(
си
«V
С-н
па»
с
о
й>
2
2(*Q
)
e=t
а
с?
ч/
о, н
СС о
t-. »s
о.
5=: н
о
5 ^
о s 5
о
g
о ц
сС лД ^^3
Для
дероб
в а ту
"ф
о
78
■ф
о
о
о" о
со
о
о
o
cc
{--
Si £г
ro ^
«
,
'ф
—
о ' o '
•ф
о
о
о
о
—
Cl
f-t
■ф о
о
о
•ф
о
о '
<м
_
•го
ю
о
о
Ю
CD
о
—
1
P3
«
OJ О
о
О о
о
о
о' о
со I-*
11
сч СТ)
ОО о
ю <м
со
1
03 ОС
<о
о о
00 (N
-~
о О
ci
со
11
11
11
1
11
1
1
1
1
о
Ю |CJ
со 00
сГ 1—
LO loo
о со
СО |<N
—1
о' ю
|о
СО <£>
со | «
0
0 loo
со 1со
со •о
о
о' о
со |со
■
— —•
о ' 1©
о |С 1
1о
сГ |ci
|С}
гЯ
c o ld
—«
о
о 03
С-1
о" o'*
ссН11—
—.
—
© 1©
СО |С0
^ |t"~
^ |c i
<о |ю
^ Ко
LO | СО
ос <м
<м 00
со |-Ф
о о
о о''
о \<э
СО \СГ>
о о
ICO
^ |<м
с -1 о
ю 1^
о
о
о
о |о
о ' 1о
о
ю
со |о5
00 Iz:
о loo
о to
'sj* loT
со
00 Iсо
о 1со
со” 1c i
CO ICO
о
о"
о" о '
©1 о '
со
t" .
о 04
00 Г-’
о
о' о”
ю О)
со
со со
со" оГ
о ' о*
со о>
о
о ©~
о о
о^ о
<N
о» СС
со со
LO C -Г
00
о
о
о oo
со
о o'
со сс
о
о о'
со о
о
X*. (N
°С
ю
со со
©^ Ол
о* о
со о
о_
о о
со о
ю
сч ст>
о
о о
сг>
о о
о о
со
CD
о о
о ' о*
сг> СО
о о
о о
со ю
о о
о о
LO
о 1
■<r 1
3,09
о
00
0 ,1 2
ю
0,02
I
0,20
I
00 1—<
|со
о
о
о со
<м о
о о
1
1
о
о’
о
о о'
<м
СО
о
о" o '
ОС
о
'ф
ю
о о
о o'
СО
о o'
rf
04
О}
о
о"
со
о
о
ci
о СП
со
СЧ
о
LO
LO
03
00 со
о о
о
OJ
О!
00 со
—» —1
о о'
о со
ю о
—1
ю о
00
' 1
ос
—1
о о
о ю
—1 со
о о
со _
' , *”1
о
-I
о
со
о
03
s
4
:= *
I fr3
cc
U s
о •
s n
Сч5 та
* £h
й*
7 та
° £
о 5
с- С2
Ь g.
К Jсо
£Ё §
к
S •©■
79
П лощ адь вестибюля принимается не менее 12 м2 из расчета 0,15 м2 па одного
работающего в наиболее многочисленной смене. Гардероб уличной одежды следует
предусматривать при вестибюле из условия обслуж ивания 100 % трудящ ихся
двух максимальны х смен.
Переход предусматривается на поверхности шахты меж ду здани ям и админи­
стративно-бытового назначения и надшахтным. Он мож ет быть надземным и под­
земным.
Д л и хранения хозяйственного и нвентаря вблизи вестибю ля, нарядны х, гар
деробны х предусматриваю т кладовы е площ адью не менее б м2.
В зависимости от объемно-планировочных и конструктивны х решений здания
(рис. 11.26) предусматриваю т технические помещения (венткамеры , тепловые
пункты и т. д.). П лощ ади санитарно-бытовых помещений зав и ся т от группы про­
изводственных процессов и принимаю тся в соответствии с указан и ям и С Н иП
(табл. 11.19).
§ 34. Ремонтные мастерские рудника
Рудничные ремонтные электромеханические м астерские предназначаю тся
д л я производства текущ его и среднего ремонта оборудования, изготовления не­
слож ны х запасны х частей и восстановления изношенных деталей. К апитальны й
ремонт подземного самоходного, горномеханичсского оборудования и оборудова­
н ия, работающего на поверхности, предусматривается в ц ентральны х электром е­
ханических мастерских комбинатов. Д л я текущ его ремонта самоходного оборудо­
ван и я устраиваю т подземные мастерские.
Площади ремонтных мастерских определяю тся количеством и видом приме­
няемых на руднике машин и механизмов в зависимости от производственной мощ ­
ности шахты:
Г одовая п р о и зводствен н ая
м ощность ш ахты , ты с. т
300—600 .
600—900 .
900— 1200.
1200— 1500
1500—2500
Материальный
склад
. .
. . .
. . .
. . .
. . .
П лощ адь ремонтной
м астерской , м2
400—500
500—600
600—800
8 0 0 -1 0 0 0
1000-1200
Ремонтно -механическая мастерская
1
Рис. 11.27. Р ем онтно-м еханическая м астерская и м атериальны й склад:
1 — ку зн еч н о -к о тел ьн ая ; 2 — б у р о зап р аво ч н ая ; 3 — ген ераторн ая; 4 — св ар о ч н ая; 5 —
электрорем он тп ан ; 6 — к л ад о вая ; 7 — кон тора; 8 — сл есар н о -м ех ан и ч еск а я; 9 — а ц е ­
ти л ен о в ая ; 10 — помещение щ ита; 11 — к л ад о в ая инструм ентов; 12 — сан у зел ; 13 —■ г а р ­
дероб и душ
?9
Размещ ение отдельных помещений в м астерских определяется последователь­
ностью технологического процесса.
Д л я ремонта и зап равк и бурового инструмента в зд ан и ях ремонтных м астер­
ских предусм атривается бурозаправочное отделение. Ремонтные мастерские
(рис. 11.27) обычно входят в блок вспомогательного ствола шахты.
§ 35. Здания и сооружения энергетического назначения
Шахтные котельные предназначаю тся для обогрева зданий и сооруж ений,
снабж ения душ евы х установок горячей водой, а т а к ж е д л я подогрева приточной
вентиляционной струи воздуха, подаваемого через калориф еры в ствол шахты.
К отельны е установки выбираю тся из числа действую щ их типовы х проектов с уче­
том необходимых парам етров, а при отсутствии их по вновь разработанным или
ранее разработанны м экономичным индивидуальны м проектам . Они долж ны от­
вечать требованиям С П иП I I —35—76 и «П равилам устройства и безопасной эк с­
плуатации паровы х и водогрейных котлов». В комплекс котельной установки вхо­
дят: здание котельной; дымовая труба; галереи для подачи топлива и удаления
золы; коммуникации электросгабж ени я и водоснабж ения (рис. 11.28). Котельную
располагаю т вблизи от основных потребителей тепла: калориферной установки,
А Б К и других потребителей. Д л я отопления, вентиляции, горячего водоснабж е­
ния и технологических н уж д использую т перегрет\чо воду с температурой 150—
70 °С.
К отельные состоят из помещений д л я установки котлов, насосов, помещ ения
для вентиляторов и водоочистки. Их компоную т по агрегатном у принципу. К а ж ­
дый котел вместе со вспомогательным оборудованием обр азу ет отдельную ячейку.
Все трудоем кие процессы (подача топлива, удаление золы и ш лаков) механизиро­
ваны.
Компрессорные установки предназначаю тся д л я получения сж атого воздуха,
который используется к ак энергоноситель.
Расчет компрессорных установок ведут в следую щем п орядке: определяется
расход воздуха по сменам, тип и производительность одного компрессора, место
располож ения компрессорной станции, основное оборудование станции, вы би­
рается схема водоснабж ения, производится расчет воздуховодной сети, опреде­
ляю тся технико-экономические показатели работы компрессорной установки.
Компрессорную установку располагаю т в центре потребителей сж атого в о з­
духа. Здание компрессорной (рис. I I .29) обычно входит в состав блока зданий
61
р-----□------О----- □--- TJ------О----
- *0----- □------ и----Ц - -
■пег— u------q
1----- i------» ----- 1
1в
9
. _L1 _w j!
1_
3,0
L-
1
■ Lr~
J
6
Рис. 11.29. К ом прессорная стан ц и я н а 4 ком прессора 4 М 10-100/8:
1 — м аш инный з а л ; 2 — пом ещ ение р еген ерац и и ф ильтров; 3 — н асо сн ая стан ц и я; 4 —
помещ ение оп ер ато р а м аш иниста; 5 — п л ощ адка д л я вен ти ляци онн ы х у стан о во к ; 6 — бы ­
товы е помещ ения; 7 — к о р и д ор с там буром ; 8, 9 и 10 — р езе р ву ар ы соответствен но дл я
х олодн ой и теп л о й воды и д л я ав ар и й н о го сл и ва масла
вспомогательного ствола, но мож ет разм ещ аться и отдельно. В некоторы х случаях
д л я проведения подготовительных работ (при расходе воздуха до 10 м3/мин) устраи­
вают подземные компрессорные станции с применением специальны х передвиж ­
ных компрессоров. Н а компрессорных стан ци ях рекомендуется принимать у ста­
новку одинаковых, агрегатов. Н а турбокомпрессорных стан ци ях допускается
установка одного вспомогательного компрессора меньшей подачи д л я работы в ре­
монтные смены и с целью улучш ения регулирования подачи станции. Д л я стан ­
ций, состоящ их из трех агрегатов, предусматривается резерв до 50 % расчетной
подачи, с большим числом агрегатов от 20 до 30 % , но не менее одного агрегата.
§ 36. Материальные склады
М атериальны е склады предназначаю тся для приема, хран ени я и выдачи цен­
ных материалов. Рудничны е склады явл яю тся, к гк п равило, расходными и обеспе­
чивают прием, хранение и выдачу материалов потребителям рудн и ка. З а п а с м а­
териалов принимаю т в размере 15-суточного расхода. П лощ ади складских поме­
щений (табл. 11.20) определяю тся исходя из количества х р ан ящ и хся материалов,
запасных частей, деталей, условий хран ени я и н агрузок на пол,
32
Т аблица
11.20
П лощ адь складских помещений, м2
Г одовая п р о и зво д ­
ств е н н а я м ощ ность
ш ахты , тыс. т
Всех
Т еплы х
помещений
З акр ы ты х
холодны х
помещений
П омещ ений
под н а в е ­
сом
1 0 0 -2 0 0
200—500
500— 1000
1000—2000
80— 120
150—200
2 0 0 -3 0 0
300—500
1 0 -2 0
10—20
2 0 -3 0
30— 50
30—50
70— 100
90— 150
100—250
4 0 -5 0
70—80
90— 150
170—200
С кладские зд ани я строят преимущ ественно одноэтажными. Объемно-плани­
ровочные реш ения зданий должны обеспечивать применение прогрессивной тех­
нологии склади рован ия, комплексную механизацию погрузочно-разгрузочны х
работ. О бъемно-планировочные реш ения складов, несущ ие и ограж даю щ ие
конструкции, высота помещений, ш аг колонн выбираю тся в соответствии с нор­
мами проектирования производственных зданий.
§ 37. Склады взрывчатых материалов
С клады ВМ — одно или несколько хранилищ взрывчаты х материалов с под­
собными сооруж ениям и, расположенными на общей ограж денной территории.
По назначению склады ВМ разделяю тся на базисные и расходные. Базисные
склады сл у ж ат исклю чительно для сн абж ения ВМ расходны х складов. Расход­
ные склады сл у ж ат д л я обеспечения ВМ непосредственно мест производства
взрывных работ. С клады ВМ подразделяю тся на поверхностные, полу углублен ­
ные, углубленные и подземные. К поверхностным относятся склады , основания
хранилищ которы х расположены на уровне поверхности земли; к полууглубленным — склады , хран или щ а которых углублены в землю не более чем по карни з
здания; к углубленны м — когда толщ ина грунта над хранилищ ем составляет
менее 15 м; к подземным — когда толщ а грунта над хранилищ ем превышает 15 м.
По срокам служ бы склады ВМ разделяю тся на постоянные со сроком службы
более трех лет, временные со сроком служ бы до одного года и кратковременные
д ля хранения ВМ в процессе производства работ временного характера.
Н а взры вны х работах передвиж ного х ар ак тер а допускается хранение ВВ
на все время работы на специально оборудованны х автом обилях.
В зависимости от вида ВМ емкость отдельных хран или щ базисного склада
не долж на превы ш ать: для аммиачноселитренных В В , тротила и сплавов его с д р у ­
гими нитросоединеииями, В В с содерж анием ж ид ки х нитроэфиров не свыше
1 5 % , ф легматизированного гексогена — 240 т; д л я ВВ с содерж анием нитро­
эфиров более 15 % , гексогена неф легматизированного, тетрила — 60 т; д л я порохов дымных и бездымных — 120 т; д л я детонирую щ его ш н ура и детонаторов
(масса с тарой) — 120 т; д л я огнепроводного ш н ура — без ограничения.
П редельная емкость отдельных хранилищ постоянного расходного п оверх­
ностного склада не долж на превыш ать 60 т, а временных складов — 25 т. О бщ ая
емкость всех хранилищ постоянного расходного поверхностного склада не долж на
превыш ать 120 т В В , 250 тыс. детонаторов, 100 тыс. м детонирую щ его ш н ура и
огнепроводного ш нура без ограничения. П редельная емкость подземных расход­
ных складов не долж на превыш ать трехсуточного зап аса ВВ и десятисуточного
запаса СВ.
Х ранение взрывчаты х м атериалов разны х групп в одном хранилищ е по­
стоянного или временного расходных складов допускается в исклю чительных
случаях с разреш ения вышестоящей организации при соблюдении следую щ их
условий: ВМ различны х групп долж ны хран иться в различны х помещениях х р а ­
нилища, отделенны х одно от другого сплош ной (без проемов) кирпичной или б е­
тонной стеной с толщ иной не менее 25 см; общ ая численность детонаторов при
этом долж на быть не более 10 000 ш т.; ящ ики с детонаторами должны у к л ад ы ­
ваться на стел л аж ах, располож енны х у наруж ной стены; общее количество ВМ
всех видов не долж но превыш ать 3 т; выдача ВВ и детонаторов долж на произво83
а
Рис. 11.30. П оверхностны е б ази сн ы е склады ам м и ач н осели тренн ы х ВВ ем костью 120 т
( а ) и 240 (tf):
1 — хранилищ е В В; 2 — х ран и л и щ е СВ; 3 — л аб о р ато р и я ; 4 — водоп ровод н ая н асосн ая
с тан ц и я ; 5 — к а р а у л ь н о е пом ещ ение на 8 ч ел .; 6 — сарай д л я п роти воп ож арн ы х средств;
7 _ ту ал ет на 2 очка; 8 — т у а л е т на 1 очко; 9 — резер ву ар д л я воды (п роти воп ож арны й)
ем костью 100 м$; 10 — к а р а у л ь н ы е вы ш ки; 11 — м олниеотводы
диться на поверхностны х складах из разны х тамбуров или разных помещений
хранилищ ; хран или щ а ВМ долж ны хорош о п роветриваться и защ ищ аться от про­
н икновения воды.
Т ерритория постоянны х складов ВМ долж на удовлетворять следующим тр е­
бованиям: иметь водоотводные канавы с соответствующ им уклоном; все дороги
и подъездные пути на территории склада долж ны содерж аться в чистоте и полной
исправности; отдельные хранилищ а долж ны быть расположены так, чтобы был
обеспечен свободный подход и подъезд к каж дом у хранилищ у; расстояние между
отдельными хранилищ ам и, а тгкж е меж ду хранилищ ами и различными зданиями
и сооруж ениям и вне территории скл ада долж но соответствовать требованиям
«Единых правил безопасности при взры вны х работах».
Н а территории скл ада ВМ разреш ается располагать следую щие здания и со­
оруж ения: хранилищ а ВВ и СВ; помещение д л я раскупорки ящ иков с ВМ I,
II I, IV групп, резки детонирующ его и огнепроводного ш нуров; здания и площ адки
д ля подготовки аммиачноселитренных ВВ, д л я оттаивания динамитов — только
при расходных скл адах; караульны е выш ки; будки для сторож евы х собак; л а ­
боратории и полигоны; сарай д л я противопож арны х средств; водсемы; проход­
ную будку (при отсутствии караульного помещения).
К араул ьн ое помещение долж но находиться на расстоянии не менее 50 м от
ограды склада (за пределами), г сарай или навес д л я хранения тары :ie менее 25 м.
От ограды до ближайш ей стены х ран или щ а долж но быть не менее 40 м. Высота
ограды территории складов ВМ долж на быть не менее 2 м. По верху ограды из
дерева, кирпича, кам ня натягивается на м еталлические стерж ни колючая прово­
лока в четыре нитки высотой не менее 0,5 м. К алитки и ворота, устанавливаемы е
в ограде, зап ираю тся на замок.
Строительство складов ВМ производится по типовым проектам (рис. II.30)
Л им ич ес к а я
jj afroр
a m ор и я
Про(Топод г о т овит ельная
Р и с. 11.31. Х им ическая и п р обоп одготовительн ая лаборатории:
1 — сп ектр о гр аф и ч еск ая ; 2 — подготовка проб; 3 — н ач а л ь н и к лаборатории;-# — ф о то ­
ком ната; 5 — сер о во д о р о дн ая; 6 — весовая; 7 — м оечная; 8 — ан ал и ти чески й за л ; 9 —
м и не р ал о ги ч ес к ая; 10 — п р еп ар ато р с к ая; 11 — п о л я р о гр аф и ч еск ая и ком ната старш его
тех н и к а; 12 — ш л и ф о ва л ь н ая ; 13 — к л а д о в а я ; 14 -— п ри точн ая к ам ер а; 15 —гардероб;
16 — сан у злы
85
§ 38. Рудничная лаборатория
Рудничная лаборатори я (рис. 11.31) заним ается проборазделкой, определе­
нием химического и м инерального состава руд и вмещающих пород, а так ж е оп­
ределением состава рудничной атмосферы, ее запы ленности и температуры.
О бщ ая площадь (табл. 11.21) помещений рудничной лаборатории зависит от про­
изводственной мощности рудника и суточного объема работ.
Т а бл и ц а
11.21
Площадь помещений рудничной лаборатории
Годовая п ро и зво д­
ственная мощ ность
р у дн и ка, тыс. т
30—70
100—300
300—600
600— 1000
1000— 1500
Объем работ в сутки
П лощ адь пом е­
щ ен и я, ма
проб
определений
10—20
20—40
40—60
60— 100
100— 150
30—60
70— 120
120— 180
1 8 0 -3 0 0
3 0 0 -4 0 0
150—250
250—400
400—550
550—650
650—700
РАЗДЕЛ
И
III
РУДН Ы Е МЕСТОРОЖДЕНИЯ
ГЕОЛОГО-МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ДЕЛО
ГЛАВА
УСЛОВИЯ
1
ФОРМИРОВАНИЯ
ГОРН Ы Х
ПОРОД
§ 39. Строение и химический состав земной коры
Зем ля имеет центрально-симметричное строение и состоит из геосфер: м аг­
нитосферы, атмосферы, гидросферы, земной коры, астеносферы, мантии (верхней,
средней, нижней) и ядра (внешнего и внутреннего).
Зем ная кора является наиболее неоднородной геосферой. Ее полный верти­
кальный разрез трехслоен. Выделяю тся: осадочный, гранитный и базальтовый
слои, последние два разделяю тся границей К онрада. З а нижнюю границу коры
принимается граница М охоровичича (М). Гранитны й слой состоит главным обра­
зом из кислых магматических (группа гранита) и метаморфических пород низких
фаций; базальтовый — из основ чых пород типа габбро и метаморфических пород
высоких фации; иодкоровый субстрат — из ультраосновны х пород (перидотиты,
гранатовые перидотиты, меймечиты) или эклогитои.
Г оризонтальная неоднородность земной коры вы раж ена континентальной
и океанской зонами, а так ж е корой переходного типа. К онтинентальная кора
характеризуется наличием вы ш еуказанны х трех слоев и большими мощностями
(средняя мощность ~ 3 5 км; м аксим альная, под горами — до 70— 75 км). Мощ­
ность океанской земной коры колеблется от 5 до 10 км. Эти мощности определяю т
поверхность М охоровичича, которая отделяет имеющую кристаллическое строе­
ние земную кору от подстилающей ее астеносферы, в которой горные породы под
действием высокой температуры и больш ого давления находятся в аморфном
состоянии.
Сплошность земной коры прерывается больш им количеством вертикальны х
и наклонны х наруш ений, разбиваю щ их ее на блоки.
В настоящ ее время вся добыча полезны х ископаемы х ведется из верхней части
земной коры. Твердые полезные ископаемые разведую тся и разрабаты ваю тся до
глубины 3—4 км.
Химический состав земной коры характеризуется следующим р а с
предслением элементов, %:
кислород
46,60
фосфор
0,118
кремний
27,72
марганец
0,100
алюминий
8,13
фтор
0 ,0 6 - 0 ,0 9
ж елезо
5,00
сера
кальций
3,63
углерод
0,0320
натрий
2,83
хлор
0,0314
калий
2,59
рубидий
0,0310
0,0520
магний
2,09
стронций
0,0300
титан
0,44
барий
0,0250
87
цирконий
0,0220
олово
0,0040
хром
0,0200
иттрий
0,0028
ванадий
0,0150
ниобий
0,0024
цинк
0,0132
неодим
0,00239
никель
0,0080
кобальт
0,0023
медь
0,0070
лантан
0,00183
вольфрам
0,0069
свинец
0,0016
литий
0,0065
галлий
0,0015
азот
0,00463
торий
0,00115
церий
0,00461
Менее 0,001 % : молибден, германий, цезий, сам арий, гадолиний, бериллий,
празеодим, м ы ш ьяк, скандий, гафний, диспрозий, уран , тал л и й , бор, иттербий,
эрбий, тан тал, бром, гольмий, европий, сурьма.
Менее 0,0001 % : тербий, лю теций, ртуть, иод, тулий, висмут, кадмий, се­
ребро, индий.
Менее 0,00001 % : селен, аргон, палладий.
Менее 0,000001 % : платина, золото; гелий, тел л у р , радий, рений, иридий.
Менее 0,00000001 % : неон, криптон, ксенон (рутений, осмий — количества
неизвестны), водород — данные по ан ал и зу пород непостоянны.
Менее 0,000000001 % : радий, протактиний, актиний, полоний, радон.
Нептуний, плутоний, технеций и прометей обнаруж ены в чрезмерно ма­
лы х количествах в урановы х рудах, образовались под действием нейтронов.
Астанин и франций обнаруж ены в чрезвы чайно м алы х количествах, о бр а­
зовались в результате радиоактивного распада.
§ 40. Генетические типы горных пород
Горные породы — естественные минеральные агрегаты определенного состава
и строения, сформировавш иеся в результате геологических процессов и залегаю ­
щие в земной коре в виде самостоятельны х тел. С геохимической точки зрен ия
горные породы — естественные закономерны е ассоциации минералов, состоя­
щих преимущественно из петрогенньтх элементов (главны х химических элементов
породообразующих м инералов). Формы залегани я горны х пород и их веще- !
ственный состав обусловлены геологическими процессами.
Эндогенные процессы (связанны е с внутренними силами земли) приводят
к образованию магматических (изверж енны х) пород, которы е м огут формироваться
как в глубинах зем ли, так и. на ее поверхности. М агматические породы, образо­
вавшиеся в глубинах земли, назы ваю тся глубинными или интрузивны ми. Они
подразделяю тся на абиссальны е (глубина от 3—5 до 10— 15 км от земной поверх­
ности) и гипабиссальны е (м агм атическая порода, образо вавш аяся на небольших
глубинах). К магматическим породам, образовавш имся на земной поверхности
или на дне водных бассейнов, относятся изливш иеся лавы (собственно эф ф узив­
ные пэроды), выдавленные в язк и е лавы и выброш енные в твердом состоянии
продукты вулканических изверж ений. Все эти типы магматических пород п о л щ
чили название экструзивны х.
К экзогенным процессам относят физическое и химическое выветривание, вы­
падение веществ из растворов, ж изнедеятельность организм ов и други е факторы,
которые приводят к образованию осадочных пород.
К метаморфическим процессам относят вторичные изменения (метаморфизм)
осадочных или магматических пород под воздействием тем пературы и давления,
а такж е привнос и вынос веществ, ведущ ие к сущ ественному изменению химизма
исходного м атериала. Метаморфические процессы, идущие с изменением химического состава, называю тся метасоматическими, а возникш ие породы — метасоматитами. В соответствии с этими процессами построены классиф икации го р ­
ных город (табл. I I I . 1, I I I . 2, III.3 ).
П икритовые п ор­
фириты
Палеотип ные
эффузивы
В улканокластические
П икриты
Кайнотипные
эффузивы
Б азальты
Д иабазы ,
микро­
габбро
Габбро
Основные
(40—52)
горных
Андезиты
пород
К и слы е
(6 5 -7 5 )
Группы
Средние с
повы ш ен­
ной щ елоч­
ностью
(5 2 —65)
по содержанию
Л ипариты
(риолиты),
пемзы,
обсидианы
Кварцевы е
порфиры (ли­
паритов ые
порфиры)
э к с т р у з и в н
Г ранит-пор­
фиры, аплиты ,
пегматиты,
кварцевы е
порфиры,
фельзитпорфиры
Граниты
Т рахиты
ы е
Сиенитпорфиры,
м икро­
сиениты
Сиениты
и[ н т р у 3 и в и ы е
Спессартиты, керсан ­
титы, микродиориты
Д иориты
С редние
(5 2 — 65)
пород
Порфир иПорфириты
Порфиры
ть: (б азал ь­ андезитовые
трахитовы е
товые, спилитовые) и
спилиты
И гним бриты, т у ­
Туфы и туфо лавы пикритс jb , база л ьТуфы и
фы и туф олавы
тов, диабазов андезитов *■\ др., кимл и п ари тов, к в а р ­ туфолавы
берлиты
трахитов
цевых п орф иров
И др.
и др.
П икриты
Г ипабис­
сальные и
ж ильны е
У л ь тр а­
основ ные
(40)
П еридо­
титы
j
магматических
А би ссаль­
ные
У слови я
геологи че­
ского з а л е ­
га н и я
Классификация
Нефелиновые
лейдититы, нефелиниты и др.
И йолит-порфиры, и иол ит-пор­
фировые пегма­
титы и др.
И йолиты,
уртиты
Ф ельдш патоидные бесполеш патовы е
фонол итов, теф ритов,
Тефриты,
тефритобазальты
и др.
Ф ельдш патоидные
габброидытералиты и
эссекситы
Тешен иты,
камптониты, мончикиты
Ф ельдш п атои дны е
основны е
(4 0 — 52)
Туфы и туе )олавы
нефелинитов
Ф онолиты
Н еф елино­
вые сие­
нит-порф и­
ры, нефелин-сиенитовые пег­
матиты и др.
Н еф елино­
вые
сиениты
Ф ельдш п атои дны е
щ елочн ы е
(5 0 — 56)
SiO s , %
г
89
Т аб л и ц а
II I .2
Классификация осадочных горных пород
Генетические груп п ы
пород
Породы
О б Л О МО ч и ы С
Рыхлы е
ненные
и
слабоуплот­
Сцементированные
Обломки не окатаны : гллб ы , щебень, дресва
Обломки окатаны валунники, галечники: крупн ы е,
средние, мелкие; гравий: крупны й, мелкий
Обломки не окатаны: брекчия глы бовая, к р у п н ая ,
средняя: м ел кая; др есвяпи к крупно- и м елкозерн и ­
стый
Обломки окатаны : конгломерат валун н ы й , крупногалечниковый, средпегалочииковый, м елкогалечниковый; гравелит крупнозернисты й: м елкозерн и ­
стый; песчаники полимиктовыс, аркозовы е, к вар ­
цевые; алевролиты
К о л л о и д н о- о с а д о ч н ы е
Коллоидно-осадочные
породы глинистые:
пластичные
нспластичныс
Глиноземистые породы
Ж елезисты е породы
Мар га ицовистые р уды
Глины: каолипитовая, монтмориллонитовая, полим иктовая; суглинок
Глина су х ар н ая, аргилли т
Боксит, латерит
Б уры й ж елезняк
Руда м арганцовистая
Х ем огенны е
Сульфатные
Галоидные
Гипс, ангидрит
Соль кам ен ная, соль кал и й н ая
наллит)
(сильвинит, к а р ­
Б и о х и м и ч ес к и е
Медистые
Кремнистые
Карбонатные
Фосфатные
Медистый песчаник и алевролит
Диатомит, трепел, опоки, яш ма, сланец кремнистый
И звестняк, доломит, мергель
Фосфорит
О р ган оген н ы е
Торф
Ископаемые угли:
гумусовые
сапропелиты
Природные битумы
Группа нефти
90
Торф
У гли: буры й, каменный, антрацит
С ланец горючий
О зокерит, асфальт, асф альтит, керит
Нефть, природный газ
Т аблица
111.3
К л а с с и ф и к а ц и я м ет а м орф и че с ки х пород
Т ем п ер ату р а о б р азо ван и я, °С
И сходн ы е породы
н и зк а я и сред няя
( < 400)
Р еги о н ал ьн ы й
вы со к ая (400 — 600)
мет а мо р ф и з м
Длюмосил икатны е
обломочные (пес­
чаники,
крем ни­
стые сланцы)
М етаморфизованные
песчаники,
кварцито-лесчаники, метаыорфизованпые конгломе­
раты
К варциты , гней­
сы, метаморфизованные конгломе­
раты
Карбонатны е (известияки, долом и­
ты и т. д.)
К ристаллические
известняки и до­
ломиты
М раморы, доло­
митовые мрамо­
ры, диопсидовые
и трсмолитовые
мраморы
Глиноземистые
(глины, ар ги л л и ­
ты,
алевролиты ,
мергели,
кислые
туфы и др.)
Ж елезисто-магиезиальиы е (глины
монтмор ил л он итовые, туфы основ­
ные и др.)
Эффузивные р а з­
личного состава
Ф иллиты
К ристаллические
сланцы , гнейсы
Зелены е сланцы
Амфиболиты, ам­
фиболиты полево­
шпатовые, слан ­
цы кристалличе­
ские, гнейсы
К ристаллические
ортосланцы и ор­
тоамфиболиты
Ультраосновны е и
основные
интру­
зивные
П орфирита, порфи'
ритоиды, серици­
товидные и зеле­
ные сланцы
Т ал ь ко-хлорито­
вые, талько-карбонатные
породы,
зеленые сланцы
Средние и кислые
интрузивны е
Ал юмоси л и кати ые
обломочные
Карбонатные
О ртоа мфи бол иты ,
гранатовы е амфи­
болиты
О ртогнейсы, оч­
ковые
гранитогнейсы
К онтактовы й
Ороговикованные
песчаники, алев­
ролиты и др.
Кр исталл ические
известняки и до­
ломиты
весьма вы сокая
(6 0 0 -8 0 0 )
Кварциты,
мстаморфизованные
кварциты ,
гней­
сы, граиито-гнейсы, метаморфизованные
конгло­
мераты
М раморы, известково-силикатные
кристаллические
породы (бескварцевые гнейсы, миг­
матиты, диопсидкарбонатные,
диопсид-скаполитовыс.
диопсидамфиболовые по­
роды)
И нъецированные
гнейсы и мигма­
титы,
гранитогнейсы, чарнокиты
Амфиболиты, амфиболовые и пироксеновые
миг­
матиты,
гнейсы
инъецированные
Ортогнейсы, миг­
матиты,
грапито-гнейсы, гиейсогранигы
Ортоамфиболиты,
гранатовые амфи­
болиты,
мигма­
титы
Ортогнейсы, гней­
совидные граниты
м етам орф изм
Контактовы е ро­
говики
М раморы, тремолитовые, волластонитовые, дио­
псидовые
поро­
ды,
известковосиликатовы е ро­
говики
М игматиты,
грапитизированные
породы
М раморы и скарноиды
91
О к о н ч а н и е
табл.
II 1.3
Т ем п ература о б р азо в ан и я, °С
И сходные породы
н и зк а я и сред няя
( <400)
вы сокая (400—600)
Глинистые туфы и
туффиты
П ятнисты е и узло­
ватые сланцы
К онтгктовы е ро­
говики
Эффузивные р а з­
личного состава
О роговикованные
эффузивы
То же
весьм а вы сокая
(600— 800)
М игматиты,
гранитизированные
породы
Гранитизированные породы или
мигматиты
ГЛАВА 2
КЛАССИФИКАЦИЯ
РУ ДН Ы Х
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В зависимости от целевого назначения месторож дения могут быть классифи­
цированы: по генезису (происхождению и условиям образования); по веществен­
ному составу полезны х ископаемых; по минеральному составу; по морфологиче­
ским признакам (форме, размерам и условиям зал еган и я); по промышленной
принадлежности.
§ 41. Классификация рудных тел по морфологии
Рудные тела классиф ицированы по форме минеральны х тел, морфологиче­
ским типам эндогенных рудны х тел; основным формам полезны х ископаемых и
другим признакам (табл. II 1.4).
Т аб л и ц а
II 1.4
Классификация рудных тел месторождений полезных ископаемых
По взаим оотнош ению с вм ещ аю щ ими породам и
По геом етрическом у
п р и зн ак у
син генети чески е * тела
эп и ген ети чески е *■* тел а
Изометрические тела
Ш ток, гнездо, вкраплен­
ность
Ш ток, гнездо, вкрап л ен ­
ность
Ш итообразны е тела
П ласт, лин за, чечевица
Ж и л а, седловидная
л а , л и н за, чечевица
Столбообразные тела
То же
Столбообразное
столбчатая ж ила
Сложные тела
Сложный пласт
Ш токверк, слож ная ж и ­
л а , сетчатая ж ила
жи­
тело,
* О дноврем енно о б р азовавш и еся.
** Вторичные, возн и кш и е после сф орм и рования к а к о г о -л и б о м и нер ал а, осад ка,
горной породы.
92
§ 42. Группировка месторождений полезных ископаемых
по их промышленной принадлежности
В ажнейш ие полезны е ископаемые групп и рую т исходя из основных отраслей
их промышленного потребления следую щим образом:
1. Топливно-энергетическое сырье: нефть, газ, у го ль, уран.
2. Черные, легирую щ ие и тугоплавкие металлы: руды ж елеза, марганца,
хрома, титана, ванадия, н икеля, кобальта, вольф рам а, молибдена, ниобия, тан­
тала, циркония.
3. Ц ветные металлы: руды алю миния, меди, свинца, цинка, олова, висмута,
ртути, сурьмы.
4. Благородны е металлы: золото, серебро, платиноиды.
5. Химическое и агрономическое сырье: калийны е соли, фосфориты, апатиты,
сера, плавиковый шпат.
6. Техническое сырье: алмазы, асбест, графит, пьезокварц , оптический флюо­
рит, исландский ш пат, мусковит, флогопит.
7. Флюсы и огнеупоры: кал ьц и т (известняк), доломит, магнезит, к вар ц и
кварцит, огнеупорные глины.
8. Строительные материалы , цементное сырье.
Н екоторые виды минерального сы рья могут быть отнесены к нескольким
группам.
§ 43. Основные руды и минералы [72]
Руды и минералы цветны х металлов. Р у д ы д л я п о л у ч е н и я г л и ­
н о з е м а и а л ю м и н и я . Основным сырьем д л я алюминиевой промышлен­
ности во многих стран ах мира являю тся бокситы, которы е перерабаты ваю тся на
глинозем гидрохимическим способом (Б ай ер а), способом сп екан и я или комбини­
рованным (Б ай ер а—сп екания). Из глинозема электротермическим путем п о лу ­
чают алюминий.
Промышленностью освоен способ производства глинозема из нефелиновых
и алунитовых р уд. П ерспективно получение алю миния и его сплавов из высоко­
глиноземистых пород (кианитов, силлиманитов, каолинитов и др.) электротерми­
ческим путем, минуя стадию глиноземного производства.
Бокситы — это горн ая порода, состоящ ая из гидроокислов алю миния, о к и с­
лов и гидроокислов ж елеза, глинистых минералов и квар ц а. Основными п о каза­
телями качества бокситов являю тся содерж ание окиси алю миния и кремниевый
модуль (отношение содерж аний скиси алю м иния и двуокиси кремния). В зави си ­
мости от этих п оказателей бокситы подразделяю тся на м арки и сорта (табл. II 1.5).
В зависимости от содерж ания двуокиси углерода, серы, окислов ж елеза
(в пересчете на Fe2Os) и гигроскопической влаги бокситы подразделяю тся на типы
(табл. I I I . 6).
Бокситы , используемые д л я производства глинозема по методу Б ай ера, под­
разделяю т на моногидратные (бёмитовые и диаспоровы е) и тригидратны е (гиббоитовые). С одерж ание минералов бемита и диаспора в тригидратных бокситах
не долж но превыш ать 5 % .
Бокситы , используемые д л я производства электрокорун да, глиноземистого
Цемента, огнеупоров и мартеновского производства, по содерж анию примеси
Должны соответствовать требованиям, указанны м в табл. I I I . 7.
Медные руды. О распределении запасов меди по отдельным типам месторож ­
дений можно судить по табл. II 1.8.
В СССР главное значение (более 90 % ) имеют четы ре промыш ленных типа
Месторождений меди: медно-никелевый, медистых песчаников и сланцев, медноколчеданный и медно-порфировый.
М инимальное содерж ание меди в рудах разрабатываемых- медно-порфировых
Месторождений составляет 0 ,4 —0 ,5 % ; в рудах дру ги х генетических типов ме­
сторождений оно обычно превышает 1 % .
Медно-песчаниковые руды — это оруденелые осадочные породы, состоящие
На 85—99 % из породных минералов: квар ц а, полевого ш пата, кальцита, сери­
цита и др.
93
Т аблица
II 1.5
Марки и сорта бокситов (ГОСТ 972—74) *
М арка
Б-00
Сорт
М ини­
мальное
содер­
ж ание
окиси
алю ми­
ния, %
К рем ­
ниевый
модуль,
не менее
—
50
12,0
Производство глинозема, элсктрокорунда марки А16 и глиноземистого
цемента
50
10,0
П роизводство глинозема, электроко­
рунда марок А 15 и А 14 и глиноземи­
стого цемента
Производство глинозема и электроко­
рунда марки А 14
Б -0
П реи м у щ ествен н ая область
и сп о л ь зо ван и я
Б-1
—
48
8,0
Б -2
—
43
6,0
То же
Б-3
I
II
45
35
5.0
5.0
Производство глинозема
Б-4
I
II
III
43
42
40
3,9
3.0
3.0
То же
—
48
2,6
Производство глинозема, огнеупоров,
мартзновское производство
I
45
2,0
II
37
2,0
Производство огнеупоров и мартенов­
ское производство
М артеновское производство
Б -5 •
Б-6
Т абли ца
II1.6
Типы бокситов по содержанию примесей (ГОСТ 972—74) *
Тип боксита
П рим еси
С одерж ан ие при ­
месей, %
М алокарбонатный
Карбонатный
Высококарбонатный
Д вуокись углерода
Менее 0,6
0 ,6 —2,0
Б олее 2,0
Малосернистый
Сернистый
Высокосернистый
Сера
Менее 0,3
0 ,3 -0 ,8
Более 0,8
М ал ож ел ези сты й
Ж елезистый
Высокожслезистый
М аловлажный
Влажный
Высоковлажный
Окислы
ж елеза в пересчете на F e 2 0 3
Гигроскопическая влага
* ГОСТ 972—74 действует до 01.Q1.83.
94
Менее 10
10— 18
Б олее 18
Менее 10
10— 15
Б олее 15
Т а б л и ц а
I II.7
Требования к бокситам в зависимости от их назначения (ГОСТ 972—74)
С одерж ание прнмесей, % (112
более)
Н азн ач ен и е
М арка
S
11роизводство электрокоруида
П роизводство глиноземистого
цемента
П роизводство огнеупоров
М артеновское производство
2со •g**
!Н~*
л^ О
Б-00, D-0
Б -1 , Б-2
15-00, Б-0
Б-5, Б -6 (1с)
Б-5, Б -6
Г.аО
в о 5
250
180
0,3
0,5
—
0,8
—
2,0
—
1,5
—
—
—
0,5
0,2
0,6
* К альц и евы й м о д у л ь бокситов — отнош ение со д е р ж ан и я окиси алю миния к с о ­
д ерж ан и ю окиси к а л ь ц и я .
Т аблица
II 1.8
Зап асы меди по промыш ленно-генетическим типам месторождений
капиталистических и развиваю щ ихся стран
Г ен ети ч еская гр у п п а
м есторож дений
I. М агматическая
II. К арбопатитовая
II I . С карповая
IV. Гидротерм альная
V. Колчеданная
V I. Стратиформная
П ром ы ш ленно-генетический
ти п м есторож дения
З ап асы ме­
ди, %
А. М едно-никелевый
Б . В аиадиево-железо-медный
Карбонатитовый
Скарновый
А. М едно-порфировый
Б . Кварц-сульф идны й (ж и л ь­
ный)
В. Самородной меди
Мед н о- кол чеда н ный
Медистых песчаников и сланцев
3,1
Итого
—
0,8
0,6
55,3
1,2
1,0
8,8
29,2
100,0
Главные минералы сульфидных руд: халькопи рит (CuFeS2), халькозин
(Cu2S), борнит (Cu5FeS4). Присутствуют: ковеллин (Cu2S CuS2), блеклая руда
(Cu12As4S18; Cu12Sb4S1.i), бетехтинит (P b2 |C u F eJ2iS 15) и немного пирита (F12S).
Сульфиды находятся в тесном и тонком взаим опрорастании, развиты структуры
замещ ения (зон альн ая и д р .), сульфидной ф ракции в руде до 15 % . С опутствую ­
щие компоненты: серебро и рений.
В зоне окисления руды обычно пористы е и глинисты е с полный окислением
сульфидов.
Рудны е минералы:
м ал ах и т (Си2 _ [С 0 3]
(ОН)2),
азури т
(Си3 [С 0 3]2 (О Н)2), брош аитит (Cu4 [S 0 4 ] [ОН ]6), к у п р и т (Си20 ), х ри зоколла
(C uS i03nH 20 ) и др. Е сли относительное содерж ание окисленной меди составляет
50—70 % , то руды считаю тся окисленными, менее 1 0 % — сульфидными (точно
границы не установлены ).
Медно-порфировые руды состоят из гранитоидны х пород (гранодиоритпорфирьг, монцониты и др.), а так ж е из пород экзо ко н такта, несущие равномерно
вкрапленное либо п рож илково-вкрапленное сульфидное оруденеиие.
Главны е минералы : халькопирит, хал ько зи н , борнит, пирит, молибденит
(MoS2) и други е сульфиды. Общее содерж ание сульф идов обычно пе превы ш ает
95
3—4 % . Если окисленной меди содерж ится менее 10— 15 % от общей, то руды счи­
таю тся сульфидными, при содерж ании от 10— 15 до 50—75 % — смешанными,
более 50—75 % — окисленными. Б зоне окисления распространены минералы:
малахит, азури т, хри зоколла, брош антит и др.
М е д н. о - ц и н к о в ы е колчеданные руды — тонкозернистые с вкр ап л ен ­
ностью сульфидов меди и цинка.
Главным медьсодержащим минералом в руде явл яется халькопирит, цинксодержащим — сф алерит (ZnS).
Второстепенное значение имеют минералы: халькозин , борнит, теннантит
(Cu12As4S13), м аркази т (FeS2), пирротин (FexSx+1). В стречаю тся арсенопирит
(FeAsS), Ky6aHHT(CuFe2S3), аргентит (Ag2S), галенит (PbS). В неокисленны х медноцинковых рудах относительное сумм арное содерж ание сульф идов изменяется
в пределах от 50 до 1 0 0 % . При окислении мед но-цинковые руды совершенно
разруш аю тся, образуя так называемы е «железные шляпы», которые нередко обо­
гащены золотом.
Магматические сульфидные м е д н о ' - н и к е л е в ы е руды бываю т сплош ­
ные
и
вкрапленны е.
Основные
сульфидные минералы :
пентландит
[(Ре, Ni)9S8 ], халькопирит, кубанит, пирротин и др. Д о 20 % общего н икеля з а ­
ключено в силикатны х м и н ералах, 3— 5 % сульф идного-никеля находится в руде
в тонкодисперсном состоянии. О коло 50 % кобальта, содерж ащ егося в руде,
связан о с оливином [(Mg, Fe)2 [S i0 4 ] (ультраосновная порода). Почти вся медь
находится в сульфидной форме.
Эндогенные с в и н ц о в о - ц и н к о в ы е (полиметаллические) руды. Г лав­
ные минералы в сульфидны х рудах: халькопирит, галенит, сфалерит. П рисут­
ствую т пирит, арсенопирит, блеклы е руды и др. Серебро связан о с галенитом,
теннантитом, тетраэдритом (Cu12Sb4S13) и др. Золото встречается в свободном
состоянии или входит в состав пирита и халькопирита. Кадмий чащ е содерж ится
в сфалерите.
Окисленные и смешанные руды характеризую тся более сложным минеральным
составом. Если относительное количество окисленного свинца в руде составляет
10— 15 % , то руды относятся к сульфидным, от 10— 15 до 40—85 % — к смеш ан­
ным и свыше 40—85 % — к окисленным. Эти критерии уточняю тся для каждого
месторождения.
Для свинцовых и свинцово-баритовых р уд характерен следующий м и н ераль­
ный состав: галенит, пирит, м аркази т, церуссит (Р Ь С 0 3), сф алерит, кальцит
(С аС 03), доломит [Са, Mg (С 0 3)2], сидерит (F eC 03), барит (B a S 0 4), немного кварца
(S i0 2) и иногда флюорита (CaF2). Им присущ и тон кая вкрапленность и вы сокая
степень окисления.
В о л ь ф р а м о в ы е и м о л и б д е н о в ы е р у д ы . Собственно вольф ра­
мовые руды сосредоточены в месторож дениях скарнового, грейзенового и гидро­
термального типов и россыпях, а молибденовые — в ш токверковы х, меднопорфи­
ровых и скарновы х месторож дениях. М инимальное промыш ленное содерж ание
трехокиси вольфрама в коренных рудах разрабаты ваемы х месторождений состав­
л я е т 0,2 % ; минимальное среднее содерж ание м еталла в разрабаты ваем ы х рудах
собственно молибденовых месторождений обычно превы ш ает 0,07 % , а в комплекс­
ных рудах (медиопорфировых) — от 0,005 до 0,02 % . Главны е минералы вольф ­
рама — вольф рамит (Мп, Fe) W 0 4, ш еелит (C a\V 04), гю биерит (M nW 04), ферберит (FeW 04) и молибдош еелит CaW (Мо) 0 4 (сейригит); молибдена — молибде­
нит (MoS2), молибдошеелит и в зоне окисления п овеллит (С аМ о04).
В вольфрамовых рудах присутствую т: пирит, х алькопи рит, арсенопирит,
галенит, золото и др. Ч исто молибденовых руд п рактически я е встречается, в них
чащ е присутствую т вольф рамит, ш еелит, берилл {Ве3А12 [Si6Ol8 ]}, монацит
(Се, La . . .) Р 0 4, касситерит (S n 0 2), халькопирит, галенит, сф алерит и золото.
О л о в я н н ы е р у д ы . О ловорудиые месторож дения дел ятся на три ф ор­
мации: пегматитовую, касситерит-кварцевую , объединяю щую грейзены и к вар ц е­
ворудные гидротермальны е о бразован ия, и касситерит-сульфидную , вклю чаю щ ую
все остальные гидротерм а литы , а та к ж е скаркы .
Главный рудный минерал — касситерит, сопутствую щ ие — галенит, х а л ь к о ­
пирит, пирротин, пирит, арсенопирит, сфалерит, станнин (Cu2FeSnS4), блеклые
руды, серебросодержащ ие, висмутовые, сурьмяны е и други е минералы. Сульфидно96
кзсситеритовы е и силикатно-касситеритовы е руды различаю тся количеством
Д-льфидов и ж елезисты х силикатов (хлорита {(—Mg, Fe, Д1)6 [(SiAl)40 i 2 ] (O H )J
и' ‘т урм али на {Na (Mg, F e)3 (Al, F e)6 [B 0 3 ] [Si0Ol8 ]» .
' З о л о т о с о д е р ж а щ и е р у д ы . М есторождении золота представлены
эндогенными, экзогенны ми и метаморфогснными образованиям и. Простые кварц св ы е , охристыеу тальковые, баритовые руды содерж ат золото (крупное или мел­
кое) я свободном виде. Кварц-сульфидные руды содерж ат сульфиды (до 3—5 % ):
аргентит (Ag2S), пирит, халькопирит, галенит. Золото обычно не связано хими­
чески с другими элементами, а образует самородные сплавы с другими металлами.
Медистые руды содерж ат преимущественно мелкое и тонкодисперсное золото
в халькопирите и пирите. Сопутствующие минералы — борнит, халькозин, м ал а ­
хит, азури т и др. Сложные золотосодерэ/сащие руды: мы ш ьяковисты е, су р ьм я ­
н и сты е, углесодерж ащ ие и д р .; сопутствую щ ие минералы — пирит, халькопирит,
арсенопирит (FeAsS), аурипигмент (As2S3), реальгар (AsS), антимонит (Sb2S3),
пятиокись сурьмы и др.
Руды и минералы черных металлов. Ж е л е з н ы е р у д ы . Ж елезорудны е
месторождения разделяю тся по генетическим группам на: магматические; контактово-метасоматическис, гидротермальны е; вулканогенно-осадочны е; осадочные
морские (слабометаморфизованные и неметаморфизованные); осадочные конти­
нентальные; коры вы ветривания (остаточные и инфильтрационные); метаморфи­
ческие (метаморфизованные, метаморфогенные). В нутри каж дой группы по осо­
бенностям минерального состава руд и геологического полож ения выделяю тся
классы или формации. В зависимости от основного рудообразую щ его минерала,
определяющ его технологические свойства руды , промыш ленные ж елезны е руды
разделяю тся на следую щ ие основные типы: магнетитовые (магнитные ж е л е з­
няки), полум артитовы е и мартитовые, содерж ащ ие до 50— 65 % ж елеза; титаномагнетитовые (до 55 % ж елеза и до 20 % двуокиси титана); гематитэвые и гидрогематитовые (красны е ж елезняки) — до 50— 66 % ж елеза; гидрогётитовые (бу­
рые ж елезняки) — до 40— 50 % ж елеза; сидеритовые (карбонатные) — в среднем
30—35 % ж елеза; ж слезистс-хлоритовы е (силикатные) — 25—40 % ж елеза.
Н иж ний предел промыш ленного содерж ан ия ж ел еза д л я магнетитовых и
гематитовых р у д — 45—48 % (без обогащ ения 54—58 % ), д л я бурых ж е л е зн я ­
ков — 37—40 % (без обогащ ения 42— 48 % ) и д л я сидсритовых руд — 27—30 %
(без обогащ ения 31— 35 % ). Д опускаю тся вредные примсси в обычной ж елезной
руде д л я доменной п лавки: серы — 0,005—0,008 % на 1 % ж елеза, фосфора —
0,003— 0,004 % на 1 % ж елеза, м ы ш ьяка и ц ин ка — не более 0,1 % , свинца —
не более 0,01— 0,015 % . Полезными примесями в ж елезны х рудах я в л я ­
ются м арганец, н икель, ванадий, медь, хром, титан, кобальт, вольф рам,
молибден.
М а р г а н ц е в ы е р у д ы . М арганцевы е месторож дения по генезису к л ас­
сифицирую тся на осадочные, магматогенные и метаморфизованные. В СССР
около 95 % зап асов марганцевы х руд сосредоточено в осадочных месторож дениях
морского происхож дения. Главные минералы : пиролю зит (М п 0 2). псиломелан
{(За, М п2+) 3 (О, 0 Н ) 6М п |+ 0 |С}, родохрозит [Мп (С 0 3)] , браун и т Mn2+Mng+S i0 12,
гаусманит (МпМп20 4), м анганокальцит [(Мп, Ся) СП3] и иернадит (М п02я.Н20 ).
В металлургической промыш ленности, кроме м арганцевы х, использую тся же­
лезомарганцевые руды (табл. II 1.9).
Х р о м о в ы е р у д ы . М есторождения хромитов пространственно и гене­
тически связаны с комплексами ультраосновны х пород.
М инералы : магнохромит [(Mg, Fe) Сг20 4], хромпикотит [(Mg, Fe) (СгЛ1)20 4),
алю мохромит [Fe (CrА1)20 4] и хромит (FeCr20 4).
В недрах балансовы е запасы вы деляю тся при минимальном содерж ании
Сг20 3 в руде (32—33 % ) и при отношении Сг20 3 к FeO не менее 2,5.
Неметаллические руды и минералы. Асбест — м инерал, легкс расчленяю ­
щийся на тонкие прочные волокна. Этим свойством обладаю т минералы двух
групп: серпентина и амфибола, известные под названием хризотил-асбеста и ам ­
фибол-асбеста. В олокнистая текстура наиболее полно в ы р аж ен а у хризотиласбеста [Mg3 {Si20 5} (О Н)4 ]. Его технические свойства за в и с я т от соотношения
j ^ g 0 /S i0 2 ~ 0 ,9 2 — 1,07, содерж ания FeO (не более 2 % ) и высокотемпературной
ПоДы (не более 12 % ). Примесями явл яю тся карбон ат кал ьц и я (сниж ает эластич4 п /р в . а . Гребенюка и др.
97
Т а б л и ц а
III.9
М еталлургические требования к руде
Щ
С одерж ание
м ар ган ц а и
ж ел еза в сы­
рой р уде, %
Руда
М арганцевая:
без обогащения
Отнош енье
м арганц а
к ж ел езу
С од ерж ан и е
ф осф ора на
1 % м а р га н ­
ца, %
И сп о л ь зо ­
вание руды
или к о н ­
ц ен трата
М арганца не
менее 3 5 — 40
Н е менее 7
0 .0 0 3 0 — 0 ,0 0 3 5
То ж е, 10— 15
То ж е, в
концентра­
те
То же
0 ,0 0 3 0 - 0 ,0 0 3 5
Д л я п р о и з­
водства ф ер ­
р ом арганца
То ж е
0 ,0 0 3 0 — 0 ,0 0 3 5
»
»
Н е более 0 ,0 0 5
Б?
легкоэбогатим ая
поддающаяся
обогащению
Ж ел езом а р г а нцевая:
без обогащ ения
То ж е, 2 0 — 2 5
(M n + F e )—
(40— 6 0 ),
в том числе
марганца —
поддаю щ аяся
обогащению
10— 3 0
(M ii-j-F e )
То ж е
Д л я произ­
водства
зе р к а л ь н о ­
го чугуна
То же
не менее 20—30
Т абл и ц а
I I I . 10
Требования к химическому составу хромовых руд
М арки руды
С оотнош ение ком понентов
Сг20 3 (минимальное)
S i0 2 (пе более)
Р (не более)
F e 2Ojj (не более)
СаО (не более)
Отношение C r20 ;j к F е2Оу (не менее)
Д Х -1
Д Х -2
Д Х -3
50
7
0,008
45
8
50
8
—
—
16
1,3
—
—
—
—
—
3
16
ность и разделение на волокна), магнетит FcFe20 4, гем атит F e20 3 и щелочи (сни­
ж аю т диэлектрические свойства асбеста).
Группа амфибола представлена кроксдолитом, алю зитом, актинолитом и
тремолитом. К рокедолит (рибекит) {Na2F e |* F ef+ (Si40 n ]2 (О Н, F)2} окраш ен
в синий цвет и имеет наибольш ую механическую прочность волокон; волокн а из
антофиллита [(MgFe2+)7 {Si4O u j 2 (О Н , F)2 ] обладаю т наибольш ей теплостойко­
стью,
кислотоупорностью
и
щ елочеупорностыо;
волокна
из
амозита
{(Fe2+, Mg)7 [Si4O n ]3 (О Н )2} достигаю т 300 мм длины (средняя 12—70 мм), м х
лучш ие сорта пригодны для производства текстильных материалов.
Плавиковый шпат (флюорит). Ф лю орит (CaF2) сопровож дается ж ильны м и
(кварц, кальцит) и рудными (сфалерит, галенит, х алькопи рит и др.) минералам и.
П отребители: химическая промыш ленность (получение фтористых соедине­
ний); черная м еталлургия и цементная промыш ленность, применяю щ ие п лав и ­
ковый ш пат в качестве флюса; стекольное и эм алевое производство.
98
Фосфатное сырье (агрономические руды).
Главны й м инерал — апатит:
(С аб ( Р 0 4) 3 ОН;
С а6 ( Р 0 4)3 F ;
Са 5 ( Р 0 4) 3 С1.
Сопутствующие минералы : нефелин K N a 3 [A lS i0 4 ]4, сфен C aTi [S i0 4 ] О,
редкие земли, минералы ж елеза, титапомагнетиты , слюды, фтор; в фосфоритовых
месторож дениях встречаю тся глаукон ит, соединения ванад ия, циркония и ред­
ких земель, уран а; фосфорной рудой я вл я ется руда, в которой содерж ится 4—
5 % Р 2 О 5 , если она хорош о обогащ ается и дает пригодный для применения кон­
центрат. Б ольш ое значение при оконтуривании запасов имеет содерж ание извле­
каемых сопутствую щ их компонентов. А патито-пефелиновая руда содерж ит в
среднем около 22 % Р 2 0 5; фосфоритовые руды — 25— 30 %.
ГЛАВА 3
П РО М Ы Ш Л ЕН Н Ы Е
КОН Д И ЦИ И
И
ПОДСЧЕТ
ЗАПАСОВ
Промыш ленные кондиции р азрабаты ваю тся, к ак п равило, проектными
организациями на основании инструкции о содерж ании и п оряд ке представления
на утверж дение Г К З СССР проектов кондиций и методических указан ий по их
обоснованию и расчету.
Расчетом кондиций устанавливается, при к аки х п оказателях запасы ' место
рождения в целом и отдельных его участков (подсчетных блоков) являю тся ба­
лансовыми, использование которых в настоящ ее время экономически целесооб­
разно.
Экономическая целесообразность промыш ленного использования руды оп­
ределяется наименьшим средним содерж анием полезного компонента в определен­
ном объеме руды, а рентабельная эксп л у атац и я месторож дения — минимальным
промышленным содерж анием. Оно мож ет служ и ть так ж е эталоном д л я оценки
среднего содерж ания металла по месторождению и рассчиты вается по формулам:
на руду
c =
w
;
(Ш Л )
на концентрат
с
-
тВ г?
'
" " ■ 2)
на металл
С — -ту.--------1
10,0, .
„
р ,
(Д м — Зи ) ИоМыР
(1 1 1 ,3 )
где С — м иним альное промыш ленное содерж ание полезного компонента (или
приведенной суммы полезны х компонентов), % ; 3 — сумма затр ат (на 1 т), связан ­
ных с добычей, переработкой руд и получением товарной продукции, руб.; Ц —
иена 1 т полезного компонента в товарной продукции, руб.; И — коэффициент
извлечения полезного компонента в товарную продукцию , доли ед.; Р — коэффи­
циент, учитывающий разубож ивание руд при их добыче, доли ед.; а — содерж а­
ние полезного компонента в концентрате, % ; Ц 0 — оптовая цена концентрата,
Учитывающая ф актическое содерж ание в нем компонента, руб.; Цм — оптовая
Дела 1 т м еталла, руб.; З м — стоимость м еталлургического передела, вклю чая
транспортировку концентрата, относимая на 1 т м еталла, руб.; И о — общее из­
влечение полезного компонента во все используем ы е продукты , % ; Я м — коэф ­
фициент извлечения данного компонента в конечную продукцию , доли ед.
99
М инимальное
рудоносности.
промыш ленное
С к .р = С + С д =
содерж ание (% ) связан о с коэффициентом
( 3 + ^ Я Р } 100 >
( Ш ' 4)
где С — минимальное промыш ленное содерж ание, % ; Сд — дополнительное содержание^ на которое долж но быть повышено минимальное при введении коэф ­
фициента рудоносности, % ; 3 — затраты на добычу и переработку 1 т руды, руб.;
З ц шр— дополнительные затраты , обусловленные наличием коэффициента рудо­
носности, руб.; Ц — оптовая цена 1 т продукции, руб.
Д л я построения экономического контура балансовы х запасов использую тся
п онятия бортового содерж ания. Б ортовое содерж ание — это наименьш ее содер­
ж ани е полезного компонента в пробах (в отдельных сл у чаях — в групп ах проб
или небольших иодсчетных блоках), вклю чаемых в контур балансовы х запасов.
В ерхний и ниж ний пределы бортового содерж ания долж ны быть не выше м ини­
мально промыш ленного содерж ан ия и не ниже содерж ания в хвостах после
технологического передела (обогащ ения). Бортовое содерж ание устан авли вается
методом вариантов на основании геологических особенностей рудны х тел и те х ­
нико-экономических расчетов с выявлением при различных бортовых содерж аниях
форм и размеров рудных тел и возмож ны х решений к применению тех или иных
систем разработок, капитальны х влож ений, определением годового выпуска
продукции и получаемой прибыли.
М инимальная мощность рудны х тел долж на обеспечить возмож ность прим е­
нения выбранной системы разработки с предусмотренными парам етрам и, поте­
рями, разубож иванисм и себестоимостью добычи 1 т руды.
Прослои пустых пород или некондиционных руд, допускаемы х к вклю чению
в балансовые запасы , рассчиты ваю тся методом вариантов на основе ан ал и за п ро­
исходящ их изменений морфологии зал еж ей , содерж аний в них ценных ком по­
нентов, себестоимости добычи и обогащ ения 1 т руды, а т а к ж е получения готовой
продукции и рассматриваю тся одновременно с установлением минимальной мощ ­
ности рудных тел.
Коэффициент рудоносности /Ср — это отношение количества руды Q, н ах о дя­
щ ейся внутри подсчетного контура, к количеству горной массы Гм в этом ж е кон ­
туре, т. е.
( I I I . 5)
=
1м
М инимально
к
^
^
^
с
допустимый
~ Щ
ц р
коэффициент рудоносности
>
<i I L 6 )
где Сф — среднее ф актическое содерж ание, % .
К оэффициент рудоносности м ож ет быть объемным и площадным, а при
достаточном числе разведочны х пересечений — линейным. В аж ное значение имеет
п равильное установление внеш них контуров тела полезного ископаемого с отне­
сением к балансовы м запасам лиш ь тех рудных тел, содерж ание по интервалам
пересечений у которы х выше минимального. В зап асах , подсчитанных с приме­
нением коэффициента рудоносности, среднее содерж ание ценных компонентов
относится не ко всему объему, а лиш ь к его части, д л я которой введен коэффи­
циент. Соответственно и за п а с ы ’руды т а к ж е не х ар ак тер и зу ю т всего объема руд­
ного тела.
Коэффициент рудоносности не прим еняется в с л у ч ая х , когда заклю ченны е
в горкой массе рудны е тел а могут быть селективно отработаны или когда в р у д­
ном теле безрудны е прослои могут быть оставлены в ц ели ках.
Расчет кондиций долж ен вестись с учетом всех извлекаем ы х полезны х ком ­
понентов. В этом случае извлекаемы е и учитываемые в кондициях полезны е ком­
поненты п риводятся к одному условному. Н априм ер, если из руд полиметалличе­
ского п роисхож дения извлекаю тся свинец, цинк и медь и основным по содержанию
100
и запасам я вл яется свинец, то он приним ается за единицу, а переводные коэф ­
фициенты цинка
и меди kM определяю тся по формулам
» " ' 7>
<ш
л >
где Цц, Цм> Цс — оптовые цены цинкового, медного и свинцового концентра­
тов, руб.; Я д , Я м , Ис — коэффициенты извлечения цинка, меди и свинца, % .
Кондиции на минеральное сы рье м огут быть временные и постоянны е.
Подсчет зап асов — определение, количества промышленно пригодного мине­
рального сы рья в недрах. Все методы подсчета запасов основаны на расп ростра­
нении ф актических данны х, полученны х по отдельным естественным обнаж ениям
горных пород, вы работкам и скваж инам , на прилегаю щ ие участки, и на п реобра­
зовании слож ны х по форме тел полезны х ископаемых в равновеликие им по объему
простые тела. Выбор метода подсчета зап асо в основы вается на геологических
особенностях месторождений, прим енявш емся способе разведки и ф актическом
располож ении пройденных выработок. И з многочисленных методов подсчета з а ­
пасов рудны х месторождений наибольш ее распространение получили методы гео­
логических блоков и параллельны х сечений.
З ап ас руды (т)
Q=
Vy с,
но, так к ак объем рудного тела или его части V = 5 /я с р ,
Q = 5 m cpVc-
(И 1.9)
З ап ас ценного компонента (т)
р = п £ г - или р = - ОТТ о о Сср >
(ш л о >
где ус — среднее значение плотности руды (в массиве), т/м3; 5 — площ адь в кон­
туре подсчета запасов, м2; /яСр — средн яя мощность рудного тела, м; С Ср— сред­
нее содерж ание ценного компонента в руде, % (или г/т. Тогда в знаменателе ф ор­
мулы нуж но ставить 1000).
Д л я ж елеза, м арган ца, хрома, ванадия и алю м иния определяю тся запасы
сырой руды и среднее содерж ание м еталла в ней, а запасы металлов не вычис­
ляю тся.
Зап асы благородны х металлов (золото, п лати н а, серебро) определяю тся в ки­
лограм м ах, запасы а л м а з о в — в к ар атах или грам м ах (1 к ар а т = 200 мг).
К о н т у р ы р у д н о г о т е л а . Внешние границы рудных тел опреде­
ляю тся по содерж анию ценных компонентов и проводятся, как правило, в строгом
соответствии с кондициями; мощность рудного тела определяется в соответствии
с бортовым содерж анием . Рудны е тела, имеющие четкие геологические границы,
а та к ж е при постепенном затухании оруденения от центральной части залеж и
к периф ерии, оконтуриваю т, исходя из установленного минимально промыш­
ленного содерж ан ия. Е сли оконтури ван и е ведется не по отдельным пробам, а по
вы работкам в целом, то, к ак п равило, учиты вается минимально промышленное
содерж ание.
Конт уры зон окисления проводят на основе рациональны х (фазовых) ан али ­
зов, которы е определяю т, к акая часть м еталлов с в язан а с окисленными минера­
лам и. К оличественное соотношение окисленны х и первичных минералов (лимит)
в каждом отдельном случае у стан авли вается на основе технологических исследо­
ваний.
Оконтуривание отдельных типов р у д производится тогда, когда предпола­
гаю тся их селективная добыча и р азд ельн ая переработка. Оконтуривание р у д ­
ных столбов^п роизводи тся при экономической целесообразности выделения их
п Ри добыче. Оконтуривание безрудных участков («окон») ведется в тех случаях,
когда наличие безрудны х у ч ас тк о в 'у стан ав л и в ается не одной-двумя, а группой
101
скваж ин , и участки эти имеют размеры , по­
зволяю щ ие осуществить селективную отработку
кондиционных руд или оставить на месте пус­
тую породу. Основным критерием отнесения
выработки в контур балансовы х и заб ала н со ­
вых запасов служ ит не бортовое, а минимально
промыш ленное содерж ание по выработке. По
маркш ейдерским данным при эксп луатаци и на
основе количества безрудных участков и их
размеров (площадей) определяется поправочный
площ адной коэффициент рудоносности к данным
р азв ед к и .
Р азм еры подсчетных блоков определяю тся
из необходимости объединения в них геологи­
чески и технологически однородны х участков.
При неравномерном распределении полезных
Рис. 111.1. Схема к определению
компонентов
или сложной морфологии рудных
м ощ н ости рудного тела:
тел не допускается вклю чение в один блок з а ­
1 — скваж и н ы ; 2 — р у д н о е тело
пасов в объеме, превышающем 50— 100 % от го­
довой производственной мощности предприятия.
Если рудное тело имеет четкие видимые границы в горны х вы работках и есте­
ственных обн аж ени ях, то его мощность м ож ет быть определена с точностью
± 0 ,0 1 м непосредственно замером. П ри нечетких грани ц ах кр о вл я и почва (ви ­
сячий и лежачий бока) рудного тела определяю тся по данным секционного оп ро­
бования б соответствии с приняты м бортовым содержанием. Точность установ­
ления мощности рудного тела зависи т от длины секционных проб в его приконтурных частях.
По буровым скваж ин ам мощность мож ет быть определена непосредственно
замером в сл у ч аях , когда линейный выход керна по полезном у ископаемому со­
ставляет !0 0 '% , а полученный керн сохранил структуру рудного т ел а и его кон­
такты с кровлей и почвой. М ощность рудного тела по буровым скваж инам в бо л ь­
ш инстве случаев определяется по ком плексу признаков, наприм ер, д л и н е.кер н а
и каротаж у.
В зависимости от н аправлени я, по которому изм еряется расстояние от почвы
до кровли залеж и (рис. II I. 1), различаю т мощности: истинную или нормальную т,
горизонтальную /пг , верти кальную тв и косую т1{. Д л я подсчета запасов все
мощности п риводят к истинной:
т — тв cos р;
т = тг sin Р,
(III. 11)’
( I II. 12)
где Р — угол падения зал еж и .
При пересечении рудного тела наклонной скваж ин ой , перпендикулярной
к его простиранию:
т = дгк cos (Р — а );
т = тк sin б,
( I I I . 13)
( I II. 14)
где 6 = [ 9 0 — (Р — а ) ] — угол встречи скваж ины и рудной залеж и; а — з е ­
нитный угол н акл он а скваж ины в месте пересечения залеж и.
П ри пересечениях в любом н аправлении
т = ml{ cos (р,
( I I I . 15)
где ф — угол м еж ду осью секущ ей вы работки и к е р м г л н о к направлению .
С редняя мощность рудной зал еж и в подсчетком контуре определяется по
формулам
т
( I I I . 16)
/Пер
MiQt ~ r ^2^2-4" •••-} - тп(]п
п (Qi + Я2 + * * • + Яп)
102
( I I I . 17)
где тъ rru, . .
тп — замеры мощности по отдельным точкам; п — число точек
зам ера; qlt q2> . . ., qn — удельны е длины или площ ади рудного тела, на которые
распространяется в л и я н и е точек зам ера.
Плотность сухой руды в массиве (т/м3)
Vc==Yb l° \ w
’
(IILI8)
где Yn — плотность влаж ной руды в м ассиве, т/м3; U7 — влаж ность руды, % .
Н а коренны х м есторож дениях содерж ание ценного компонента определяется
в процентах или грам м ах :ia 1 т сы рья; содерж ан ие благородны х м еталлов —
в граммах, алм азов — в кар атах . С одерж ание некоторы х элементов приводится
в пересчете на их окислы — ВсО, V20 5, Р 20 , L i20 , T i0 2, Сг20 5, W 0 3 и т. п.
Среднее содерж ание для подсчетиого блока (% )
У С
С ср = - 4 - ,
( H I ' 19)
где С — содерж ания по отдельным пробам, % ; п — число проб.
При неравномерном распределении точек опробовани я, резкой изменчивости
мощности рудного тела, содерж аний и плотности руды (в массиве) среднее содер­
ж ани е вы числяется по методу средневзвеш енного по ф ормулам
О
.
U
Сс р =
»
<
ш м >
<ш
с
^ _ ;
'2 |>
( I I I . 22)
И
^ср
% СтУ°1 . .
( I I I .23)
С с р = 2 ^ .
(И 1.24)
Содерж ание полезны х компонентов подверж ено значительны м колебаниям
по месторождениям золота, ртути, олова, вольф рам а, молибдена, тан тала, берил­
лия и других редких м еталлов. Общего способа ограничения вли ян и я проб с
чрезмерно высоким содерж анием полезны х компонентов не установлено, поэтому
в каж дом конкретном случае следует реш ать вопрос о возможности расп ростра­
нения ураганного содерж ания на определенный объем, исходя из геологической
обстановки.
ГЛАВА 4
ОПРО БОВАН ИЕ *
§ 44. Взятие проб
П роба — м атериал, взяты й по установленны м правилам от изучаемого объ­
екта (полезного ископаемого).
Вычерпывание — отбор проб из отбитого и относительно измельченного руд­
ного м атери ала. П роба составляется из частны х проб (порций), взяты х по сетке
со всей мощности опробуемого н авал а из горной вы работки, бункера, вагона,
эф еля и т. д. Пробы представительны и при наличии сегрегации.
* Глапа и ап и сан а по м атери ал ам М . И . А льбовой [3].
103
а О
х
та
0 ° X VS
Ч2 S
с5
« к 40
1 Ч <У«
* 3-* 5
ч
£^ с £ н
о си
\о
та
;° ,
!о
и
Н
СчЗ с с зy-f
о и
о"- —
VO д Ч
та °"
°со та м О
_: X
та
о"
«о _f °Р J~3о §5
I
а- - nj о - я
с о та
>си СОО с о
хсо
§S
в»
<и СХ
S«
о. -
руды
с я
2 си
СО
а си
и
~а>
С<5<Г>OJ
РП си
а а и
ООО*
3 "
G •
- осо ^*
со, £г
•
со £и-1
pa ^ я
§1^2
^ Г <1 О
<
*5 О Рч О-Си
няо яя
<у я
тиа
_ О <
и
о я Ч
та
со
-
vo
О,
ЬО g
^н
с
Q Я
Я та^
X
та
22
о^
е*
о" Я
гРЗ сз
о
о
'-.о
а> <d
■«о
о х
с
с/)
о. с
со
Я
мг.
о
О !> я
I • -О '
<
е*
е
>^>
<
0 j та та.
та < U
Рч
О■ ''С
о Ч та о
“
О
О
—1 и О
та
С -г"1
0 -гг
0 I
ГС.
§►
*- та <.
2 -^ <Т^ -*“■■
=и
tg g g sg s;
ё* са ИИ
Си Os Oh'S « О-Он (X
качества
о
та
си>я
о я
я X
оценки
оперативной
и
а. нГ
<1>
«*• 25 Л
ч 2 3 нкя оя*
.. С) о о о
-S 2 2
tc
£
со i
X
СО
s
О -р" Л е;
О- >■» <i> та
$ Е о я
to 3 я та
та У
£ 5
^
»с з*
Ч
та оо н о с о
иа я с та е
я
.я
анализа
а< -* ^
=£
я 5д
о
и сг 00
§- 2Он
0 - \о
1V §О s°
ЛI гг
Й
s *03
Я
^- я \о
S S's
1 1!
9* *< о
jr
<У Он
О 2 с
1
О
«
^S
3
с
S
н
о S «о <Ь
ь g ГГ, 2
| э ;
я
X
э щ-
5 ^ 2
я Э
н
о я
й) Я
О
Н
8 Й
§со S
X
р;
©
§* ао. ■т^‘
к в>
Й
о
си
та с
си а;
я© У
^
аи я£
t* Он
Я
о аг—
>
D-. 2
о О 2 й>
о
0,2 о
и опробования
для
° о,
«
d 5 а о си
3 .2 о Н
ОФ
г « о >. *=£
О а: ЕСк
__
2
Г* З1
я S
sag
вС-йй
та
ог- а.»
а
методы
Ядернофизические
104
та
Р?
т?.иа
1
^ S
О t=f
3 о
я я
5Он §л
я 2
5 §г
6*£, S
2 р
-о I2 о *я
о- ±
CQ -S
а> - 2S *о
CQ is:
I 55 I :Е О CiJ
=5 Я
pg S
г О
с «О
Я
^ >о
\о
«i
я
та q
та сз
< ж^ О
зн
я
jT'
>
<
<У
Яч та а>^а,
х я 5 ч о
O ' a
я я я
О «=< с->
с я
я я
о я
С
J
я
я
я - fc
<lT
3
Я.
о X
я
я
о я
О Я
И
L и 21 ft
Я Н та
та
v Я
ян е я
я
-а ч-/ •« ез
Я
^та хта ^^ рй
О
СО
2 Е- Оно
О UО
“*- 2
о о
х а
та со
•< х
О 03
Я vo
_н О
Я си
та о
е
- та о „ О Я
я S
о
X
я н ях яо та
я
1та'В СCD. Он со
я
«5 Q
fr. £
о
Н
1 О1НГ1
О
^ 5 0 1
о я 'та g
•Он
* § я i
>-*та а s
Л ЯнХ;3
та -с?* 2
S Й 5 2
a S E g
S
Ss °
я я 3; «
^Я ГГ
§Л2
Я ^сх5
^ ci, я \Ь си
Я
О
<и
2
О
cq- Я
та О
н
а> чо
><
с
к сх' о•
я ш
о к оя
сг;
О
***
о
я
я
о
о к;
СГ!
X Q
CУ
J •е*
<
3* сг;
►
й. О
Ч Я 1
- Яр;
Й О 2
S § 2
S^ я
| | | |
ft§l
о § $ й
CQ я f=C
0 Ф a
4
Г\0
о
5 pH
о
*о
5
"
I 5
, °
1
Ь/>
(N
i
I JO
см с/) • 5 0
л " ..
^ —Г • ^
CJ
“Р - ^ О
«
са
'-° в£ ос -оо ^ с й О
^ о о
ч о
g к а ^ ^ 4^ 4
ю °
f- 5 о » соi ( Uо «*I m
Xi О « I
Я
О
О
Е-
o '
О
0 - ^ 0 '--Р ^
t— СО О
CN СО ■—1
d o c 0?
п ^ ц а .
£ и и о
„со
<м О
-
а
t—
и
„
к
<N c s j
О
« k_Li_L I
С
cL С С a
о а с ь и
а
и
,
a
х
§
S
я
о
5
5
о
- « « к а
ф
в
,
Й
со
*3
Л
Я
а
н
^
Л
л
Си л
О
« а
25' н
~ 3
^3vj :S
il> >-Q*<
CQ
к
са
w
-
х
а .
з
X
D.
h
-В :Д
3
V
*-< £2
к
S
6“
о
о
л 3 *
з е
5 СО
п а
^ е*
=х
О
§
! • £
х■ a§ 8 J'- o§
X з я
“1 го
=
s
* § 3 2.
са а \о с
23
О
О
и
a
’S
я
X
a
« со
о
о
а
2 .
Й Ю
л “
O .S
X
(S
§
г-»-»
«
2и 0
*3
Й l, —
а1
со о C
о
2d (У
2 «3
* а"
«
Q-, « И
У Я ЕСП о со о - а
£
п
2
с
S
S
со о*
«
х
ч
*
• & а
о
&
I X
03 СО
и a
tf ^а 0аз0
*
Си
я
ГО , :. х
х
«з
<и а «
Н
д
g g
ч
“ »
а
4 ^ а)
я
£
с ..
Н О.Й
X
.£ сз
►
s/ оО
А
•S < Е Е
Я
д
К
з
а
S
X
" са
з
3
х”
то а со
a
о
«
н
е( у О х
J
X
03
я 2 a«w
*v
s« Ш С ,
и
§S.s
o
40
°
а
P « t
£Q CQ
5
2
х
U
со
^
?
^ X
CU t o
« 3 с
со
1
си
VO
Г* со О
со а , «-и
Q S Он
§Оч S£•.
Н
Я
о
гу
3 о
Си **’
к я
2
н X
О о Я
а> \ о ' о
о
со
W
t< CQ
~
X о
X О
r a g s
?
Ё
►
=**
g
С
си
та °
*
л
S
ч
X
® §
Й Я
О) аэ
а -
“
3
M
><
со
S
gX S --.
г-,
О cj
2 5
о =з
& 1§*1
I %
5
я
g
о
а ^са -
Я
"со 3
Й
?
.
<0 Н » Я
со
с 3 *
са
о
дф ef
лХО .X
х
a
¥
a
*
CO
1
о =a
с; X
Я Ч
о - 2
>,
«
£
a
а
п
*<
х
о a sj
К ?•* S
Л Q
«X'.Ь о_. £W
о
J £ \оо
*
М
i
E-
о со
Й
j
со
■<
а
X
ф
S
о
a
pt
со
C U :a
o a
a
a
Ф о
5
оЯ ^a
о a
и
О
tQ -^O . О
_
*5ф CQф„ СО
S
а
- 2 -£* а о
>з s . п 5 2
*>>
о р
О -i
а 3 о
& -о
£ О о
S х х
у CL,
,Х ф
о
у
Си
Ж
о <у Й <Ц
H O C *?
Д
С
>н
а
Н
«
СО
со Т с и н
и
Ф
РЭ
tk
. «
S O S
о в *
Х
ф у
Й
В
а.
О
CQ
<м
*Г
ь
я
со
а л
т*<
V 1
ч л
СО^ —1
*• /~,
1
<?
< S c j<
i
a
.
си
§
СО
8
а о<8
ф а Ь1
ф
а3
в
ф
a
Й =
р,
О г*1^>
2
«
о a
к
U
н
си
г; Ф
2 ^ 3
о^
сз
ф
«тт"
р 1С X
&
X
§
Си
Ф
иэ
8
^ S ^ ф
S ^ - £
St 2i ф £
л з о
ca\o Н
X
си
о
2
105
Горстевое вы черпы вание — взяти е м атериала с поверхности н авала по оп­
ределенной сетке. Основное правило — сохранение в пробе того ж е соотношения
крупного н мелкого м атери ала, что и в рудной к ассе н авал а. Ч исло точек пробоотбора колеблется от 3 —5 до 25 и. более. При встрече больш их глыб с полос­
чатой (или слоистой) текстурой от них м атериал отбивается поперек полосчатости
(или слоистости). Е сли вы работка вскры вает всю мощность зал еж и , а шпуры
(врубовые, отбойные, оконтуриваю щ ие) взрываю тся раздельно, то отбор пробы
с поверхности н авал а мож ет сопровож даться систематической ошибкой. В этом
случае материал следует отбирать после погрузки рудной массы в вагонетки.
Точечный отбор материала в изучаемом сечении рудной зал еж и производится
по определенной системе. М атериал пробы состоит из кусочков руды примерно
одинакового объема. К усочки диаметром 1,5—3 см (частичные пробы) скалы ваю тся
в точках, располож енны х по квадратной или прям оугольной сетке. Р асстояни е
м еж ду точками по квадратной сетке 10, 20 и 50 c.v, а по прям оугольной — 10X 20
и 2 0 X 4 0 см. Ч исло частичных проб в точечной пробе колеблется от 10 до 100 и
более. Точечный отбор высокопроизводителен и с успехом прим еняется при оп­
робовании массивны х и вкрапленны х руд с относительно равномерным распре­
делением исследуемых компонентов. П ри существенном различии минералов по
хрупкости и вязкости или полосчатом строении руды могут возни кнуть система­
тические ошибки.
Шпуровой отбор буровой пыли или ш лам а при правильной цилиндрической
форме ш пура обеспечивает строгую пропорциональность объема материала длине
пробы. П редставительность проб зависит от полноты сбора м атериала. Д остоин­
ства: операция нередко вписывается в цикл проходки горной выработки, м ехани­
зи рован а, обеспечивает получение измельченного м атери ала пробы.
Штуфный отбор кусков (штуфов) т и п и ч н ы х руд прдется с учетом строения
рудного тела. Объем штуфов пропорционален распространенности соответствую ­
щ их типоз руд. Ш туфной отбор прим еняется д л я изучения минерального и хими­
ческого состава, структур и текстур руд, физических свойств минерального
сы рья. Д л я отбора представительной пробы необходимо хорош ее зн ани е типов
руд месторож дения. Д остоинства — оперативность и вы сокая производитель­
ность. Вследствие субъективности отбора штуфов на стадии поисков и предвари­
тельной разведки этот метод нецелесообразен.
Вороздовый отбор м атериала прим еняется е случае однородных или равно­
мерных текстур. Б ороздовая проба ориентируется в пространстве по линии мощ ­
ности рудного тела. В плоскоп араллельн ы х текстурах д л я боро'здовых проб
допустимо только одно направлени е по линии наибольш ей изменчивости — вкрест
плоскопараллельны х текстур. Р аспространенны е сечения борозд (см): 2 X 5 ;
3 X 5 ; ЗХ 10; 5Х 10; 10X 20 и др. О перации отбора пробы: вы равнивание плоскости
и разметка борозды, зар у б к а борозды, скалы вание, сбор м атери ала с брезента или
с ж елезного листа и ж елоба в мешки, докум ентация и этикетирование. Достоин­
ство — отбор равного объема м атериала с разных единиц длины; главный недоста­
ток — трудоемкость.
Опробование возмож но и без в зяти я проб — с помощью ядернофизических
методов (табл. III. 11).
§ 45. Задачи и виды опробования
О пробование ведется в процессе поиска, разведки и эксп луатаци и месторож ­
дений полезных ископаемых (табл. II 1.12).
Опробование добытой рудной массы необходимо д л я проверки заданны х на
сы рье кондиций, вычисления потерь и разубеж ивания.
О пробование отвалов позволяет определить м инеральны й и химический со­
став, а нередко и технологические свойства некондиционных руд, хвостов обога­
тительных ф абрик. В связи с загрязнен и ем поверхности и сегрегацией частиц
по вертикали пробы следует брать по всей мощности отвала.
П ри колонковом бурении в случае отсутствия избирательного истирания п ол­
ноценной пробой считается керн при его выходе не менее 70 % . Кери р аскал ы ­
вается или реж ется вдоль оси. В пробу чащ е отбирается половина керна, реж е
106
Т а бл и ц а
Виды и способы опробования при поисках, разведке и эксплуатации
месторождений полезных ископаемых
I I I . 12
Способы оп робовани я
о п робован и я
М инералогиче­
ское
при п оисках
п ри разв ед к е
при эк сп л у атац и и
ШтуфОБЫЙ
Штуфовый (для пред­
варительного изуче­
ния
обогатимости
Шл иховой (дл я россыпеи)
Гравитационный
Ш лиховой
руд)
Ш лиховой (для рос­
сыпей)
Порошковый
(для
вкрапленны х руд)
О птико-минералоги­
ческий (для вкр ап ­
ленны х руд)
По естественным ти ­
пам руд*
По типам разрезов *
Люминесцентный (для вольфрамовых руд
Геофизическое
К аротаж буровых скваж ин * (м агнит­
ный, электрический, радиоактивный)
)*
Ш пуровой * (радио­
метрический)
П орош ковый, шламовый (магнитный, радио­
метр и чески й , рентгенор ади омет р и чески й ,
р е 1гтгенофл у срес цеитн ы й)
Химическое
Т ехнологиче­
ское
С пектральный (геохимический)
Вороздовый (в заб о ях ), точечный (в
забоях)
Горстевой (в забоях, с отвалов, в а ­
гонов)
Шламовый (при ударном и колонко­
вом бурении)
Ксрновый (при колонковом бурении)
Технологический (определение физи­
ко-технических свойств руд и горных
пород, стройматериалов, отбор проб
д ля испытания обогатимости руд)
Валовый (валунчатые руды , россыпи,
асбест, слюда, драгоценные камни, р у ­
ды золота и редких металлов)
Ш пуровой
Экскаваторный
К орреляционный *
(стати сти чес ки й)
Учет эксплуатации
отдельных
блоков,
этаж ей ,
отдел ьных
рудных тел
П робная эксп л у ата­
ция
• Способы без о тбора проб.
четвертая часть. П ри неполном выходе керна или избирательном его истирании
в пробу берут керн, ш лам и буровую м уть. Т аки е пробы ненадежны.
П ри бескерновом бурении скваж ин опробование ведется по взятому из ск в а­
ж ины ш ламу. При полном извлечении ш лама и надеж ной изоляции опробуемого
интервала надеж ность проб ввиду больш ого диаметра бурения значительно уве­
личивается.
Содерж ание полезны х компонентов в руде можно определять расчетным пу­
тем без химических анализов как средневзвеш енное по мощности или площ ади
107
разн ы х типов руд, вскры ты х в забое. Типы руд, содерж ание в них полезны х ком­
понентов, плотность и устойчивость средних значений устанавливаю тся пред­
варительно. О пробование по типам руд производится путем детальной геоло­
гической документации рудны х тел с последующим расчетом содерж аний полез­
ных компонентов в руде. В качестве контрольного метода прим еняется химическое
опробование. Руды долж ны легко м акроскопически вы деляться по типам, а гр а­
ницы между типами долж ны быть четкими или надеж но интерп олироваться.
Техническое опробование — ведется с целью изучения ф изических свойств
полезного ископаемого в зависимости от специфики его и спользовани я. Пробы
берут штуфным (монолиты) и валовым способами. По валовым пробам определяю т
сортность сы рья.
Технологическое опробование — зачастую необходимо д л я разработки оп­
тимальной схемы обогащ ения и передела сы рья с учетом его комплексного ис­
пользования. Это опробование п роизводят по пробам, отобранным валовым спо­
собом, иногда из керна.
Товарное опробование ведется с целы о контроля качества поставляем ы х руд,
взаиморасчетов меж ду рудником и потребителем., а так ж е д л я учета потерь (из­
влечения) на обогатительной ф абрике и при переделе.
§ 46. Представительность индивидуальных и групповых проб
П редставительность пробы — степень соответствия содерж ания компонен­
тов в пробе Cj к содерж анию их в забое С0.
И ндивидуальны е забойны е химические пробы считаю тся вполне представи­
тельными тол ько дли некоторых весьма равномерных по содерж анию месторож ­
дений первой группы п о.класси ф икац ии Г К З .
Объединение отдельных проб в групповы е может быть линейны м, п лощ ад­
ным или объемным. Л инейны е групповы е пробы отбираю тся в разведочно-подго­
товительны х вы работках по линии мощности, вдоль кверш лагов по рабочим
горизонтам. П лощ адны е групповы е пробы отбираю тся только в очистных го р ­
ных вы работках путем объединения нескольких смеж ны х проб в двух н ап р ав л е­
ниях (по мощности и простиранию или по простиранию и падению). При объединении смежных проб в трех н ап р авл ен и ях (в опытных заб о ях по мощным рудным
телам) может быть получена объемная групп овая проба.
Среднее содерж ание по ш треку, полученное на основании проб, мож но рас­
сматривать к ак одну групповую линейную пробу, составленную ' из и ндивидуаль­
ных проб. В ероятн ая погреш ность среднего содерж ания из п анализов
Р = ± - ^ ,
V п
( I I 1.25)
где р — вероятн ая погреш ность индивидуальной пробы.
Если р — ± 100 % , то при числе проб в группе п = 25 вероятная, погреш ­
ность
Р = ± ± 20 % ; при п = 100 Р = ± - /1^ - - = rfc Ю % .
V 25
V ЮО
§ 47. Масса пробы отбитой руды
И сследованием необходимости и достаточности массы проб заним ались у ч е­
ные разных стран: СССР — Г. О. Ч ечотт, К . Л. П ож ари цки й, Д . А. К раснов;
П. Л . К аллистов; США — Д ем онд и Х альф ердаль; Ф ранции — Веден и Пьер Ж и ;
В еликобритании — Ри чардс и др.
По Д емонду и Х альф ердалю масса пробы
Я = K dat
где а = 1 ,5 -ь2,7 — переменная величина, устанавливаем ая экспериментально;
К — коэффициент, зависящ ий от особенностей руды.
108
Таблица
I I I . 13
Н адеж ная масса пробы (кг) по К. Л. Пожарицкому (графы 2, 4, 6) и
П. Л . Каллистову (граф ы 3 и 5)
Н ер ав н о ­
м ерны е руды
Весьма равном ерны е
РУДЫ
Д и ам етр d
н аибольш и х
ч астиц, мм
20
10
8
5
3
2
1
0 ,5
0,1
Весьма неравном ерны е
РУДЫ
о
о
м
ю
о
о
II
<5-
II
ъ*
II
«5-
II
О
•о
сч
с!
43
00
о
II
<3-
15
4
2,5
1,2
0,45
0,20
0,06
0,018
0,001
20
5
3 ,2
1,25
0,45
0,20
0,05
0.0125
0,0005
40
10
6 ,4
2,5
0,9
0,40
0,1
0,025
0,001
80
20
12,8
5 ,0
1,8
0 ,8
0,2
0,05
0,002
160
35
20
7,0
2,5
0,9
0,18
0,04
0,001
СО
СО
а
43
«
О
О
*
Т аблица
III. 14
Н адеж ная масса пробы, кг
Д и ам етр наи больш и х зерен пробы, мм
Х ар ак т ер р у д
К
20
Равномерный
Н еравномерный
Весьма неравно­
мерный
К райне н еравно­
мерный
0 ,0 2
0,1
0 ,2 — 0 ,5
8
40
80— 200
0 ,5 — 1,0 2 0 0 - 4 0 0
10
2
10
2 0 — 50
50— 100
5
2,5
0,5
2 ,5
5— 12
0,12
0,6
1 ,2 -3 ,0
0,02
0,1
0 ,2 -0 ,5
3 -6
0 ,5 — 1,0
1 2 -2 5
1
•.
К . Л . П ож арицкий все руды делит по степени равномерности распределения
металлов и по размеру вкраплений полезны х м инералов на три категории
(табл. 111,13).
По Д . А. К раснову
q -
Kd3 (Р -
а ),
где Р — м аксим альное содерж ание м инерала в наиболее крупны х сростках,
Доли ед.; а — примерное содерж ание полезного (определяемого) м инерала в со­
кращенном м атериале, доли ед.
Г. О. Ч ечотт.п редлож ил формулу
д = K d2,
(111.26)
г де К = 0 , 1 6 -ь24 — коэффициент, зависящ ий от харак тера руды , степени равно­
мерности распределения рудгы х минералов, их крупности и содерж ан ия металла
R РУДе; d — наименьший диаметр частиц пробы, мм.
109
И сследования многих советских геологов п оказали , что коэффициент К
можно значительно уменьш ить. При обработке химических проб можно пользо­
ваться формулой Г. О. Чечотта с соответствующим выбором значения К (по
табл. 111.14).
Масса технологической пробы колеблется в ш ироких п ределах, составляет
50—5000 кг при лабораторны х исследованиях и может достигать нескольких ты ­
сяч тонн при промыш ленных испы таниях на опытных или действую щ их обога­
тительных фабриках.'
§ 48. Смешение и сокращение проб
Перед сокращ ением пробу необходимо хорошо перемеш ать, чтобы она стала
равномерной по содерж анию полезного м инерала. Эта оп ераци я особенно необ­
ходима для руд, состоящ их из м инералов с резким различием в плотностях и
с неодинаковой склонностью к измельчению . Таковы , наприм ер, кварц-сульф идные руды.
По плотности сульф иды примерно в два раза тяж ел ее квар ц а. И з-за х р у п ­
кости и склонности к перёизмельчению они переходят в м елкие классы , в то
время как кварц остается в крупны х и средних классах. В результате проба и з­
мельченной кварц-сульф идной руды , высы панная на стол в виде конуса, стано­
вится неравномерной по распределению минералов. М атериал у вершины конуса
оказы вается беднее сульфидами и м еталлом, чем у основания. Т акое явление
называется сегрегацией (рис. I I I . 2). Н аиболее резко п р о яв л яется сегр егац и я при
наличии в измельченной руде свободны х частиц самородного золота. Д л я у ст р а ­
нении неравномерности распределения минералов прим еняю тся различны е спо­
собы смешения проб перед сокращ ением.
Перелопачивание — это наиболее простой, но трудоем кий способ перемеш и­
вания проб. Он применим при начальной массе проб в несколько сотен килограм ­
мов и при крупности кусков до 100 мм. П роба несколько раз перебрасы вается ло­
патами из одной кучи в другую .П ерелоп ачи ван и е следует производить на чистой
(бетонной, металлической или деревянной) площ адке.
Способ кольца и конуса (рис. II 1.3). М атериал пробы насыпаю т на площ адку
или на рабочий стол в виде п равильного конуса. К онус р азр авн и ваю т в кольцо,
постепенно н адавли вая на него деревянной или м еталлической пластиной и в р а­
щ ая ее вокруг оси конуса. К огда пластина дойдет до плоскости стола, весь ма­
териал пробы располож ится в виде к ольца, внутренний диаметр которого равен
длине пластины. И з кольца лопатой или совком м атериал снова сбрасы ваю т на
конус и снова разравни ваю т в кольцо. Д л я хорошего перем еш ивания эту о п ер а­
цию повторяю т два-три раза.
Перемешивание на клеенке. М атериал пробы высыпаю т на клеенку (брезент,
листовую резину) и перемеш иваю т путем многократного в стр ях и ван и я клеенки
за углы так , чтобы проба перекаты валась на ней от одного угла к другому.
При этом мож ет п оявиться неустраним ая сегрегация, в лек ущ ая за собой систе­
матические погрешности.
Д л я перемеш ивания и сокращ ения химических, проб пользую тся сп ец и ал ь­
ным столом, плоскость которого п окры та листом ж елеза, приподнятого с трех сто­
рон на прибитые по кром ке стола треугольны е деревянны е бруски. К роме стола
Рис. I I I . 2. С егрегация части ц в ш табел ях и кучах, по М. Ф . Л окон ову
110
необходимо иметь ж елобковы е дели­
/ о \
: ,ъ •.
тели, набор металлических коробок,
совки, щ етки, тряп к и и пр.
Н аиболее ответственной
опера­
цией при обработке проб является
сокращ ение. Геолог и пробщнк должны
быть уверены , что разделяемы й попо­
лам м атериал пробы действительно
однороден по содерж анию полезного
компонента.
Кратное сокращение применяется
только для валовы х и технологиче­
ских проб. К аж д ая в торая, п я т а я или
десятая вагонетка или бадья, вы дава­
емые из заб оя, поступаю т на специ­
ально подготовленную площ адку для
пробы. П роба при этом сокращ ается
соответственно в два, пять или де­
сять раз.
Сокращение квартованием. М ате­
риал пробы разравни ваю т на столе
в виде диска, который при помощи
линейки или крестовины делится на
четыре сектора. Короткими попереч­
ными движ ениям и крестовины р аз­
двигаю т материал пробы на четыре
Р и с. I I I . 3. П ерем еш ивание пробы методом
равны е по объему части (рис. ТП.4)
к о л ь ц а и конуса, по М . Ф. Л оконову
М атери ал
двух секторов, располо­
ж енны х друг против друга, вы бра­
сывают совкам и, CMctaH мелочь щ етками. О ставш иеся два сектора смешивают,
при этом проба сокращ ается в два раза. При повторении этой операции два или
три раза н ачал ьн ая масса пробы сокращ ается соответственно в четыре или восемь
раз. П огреш ность сокращ ения способом к вартовани я составляет 8— 10 % .
Сокращение желобковым делителем — это наиболее распространенный и точ­
ный способ сокращ ения химических проб. Ж елобковы й делитель (рис. II 1.5)
состоит из металлической прямоугольной коробки с раструбом в верхнем осно­
вании. К оробка разделена на четное число (от 10 до 20) поперечных вертикаль­
ных ж елобков с наклонным дном, направленны м поочередно в разные стороны.
Отброс
О т брос
Рис. I I I . 4. К в а р то в ан и е
М. Ф . Л окон ову
прооы,
по
Рис. I I I . 5. : Ж елобковый
делитель
И1
С обеих сторон делителя иод вы пускны е отверстии подставляю т коробки для
приема материала пробы. Ш ирина ж ело б ка долж на не менее чем в три раза п р е­
выш ать наибольш ий диаметр зерен сокращ аемого м атери ала.
М атериал пробы, подлеж ащ ий сокращ ению , равномерно насы паю т в дел и ­
тель при помощи специального плоского совка, ш ирина которого в точности равна
длине делителя. При аккуратн ой работе материал дели тся точно пополам. С у ве­
личением числа приемов сокращ ения в п раз масса пробы уменьш ается в 2п раз.
Сокращение вычерпываниел1 прим еняется химиками д л я отбора навесок из
тонко измельченного м атери ала сокращ енной пробы. М атериал пробы р а зр а в н и ­
вают тонким слоем в виде прям оугольн ика или квад р ата на гладком стеклянном
листе размером около 2 0 X 3 0 см. Затем на этот слой наклады ваю т проволочную
сетку с отверстиями 2 X 2 см, к оторая оставляет отпечатки квадратов. И з центра
каж дого к вадрата (или через один в ш ахматном порядке) совком или ложечкой
отбирают м аленькие порции м атери ала, сумма которы х и составляет навеску
д ля химического ан ализа.
§ 49. Точность химического опробования
Величина допустимой ош ибки химического а н ал и за устан авли вается в про­
центах к содерж анию определяемого компонента в руде. При полном количест­
венном анализе па все компоненты величина допустимой ош ибки меньше, чем при
массовых ан ал и зах (табл. 111.15).
Т аб л и ц а
111.15
Допустимые ошибки при химических ан ал и зах для некоторых элементов
П редельн о доп усти м ая
абсолю тн ая ош ибка, %
Элем енты
С о д ер ж ан ие элемента
в р уде, %
9
при м ассо­
вы х а н а л и ­
за х
при полном
ан ал и зе
Медь
Единицы
Д есяты е доли
0,25
0,10
0,10
0,05
Ц инк
Д есятки
Единицы
Д есяты е доли
0,50
0,30
0,20
0,25
0,20
0,15
Сера в пирите и пирро­
тине
Д есятки
0,25
0,20
Сера в рудах с сульф и­
дами
Единицы и десятые доли
0,10
0,05
Сера в окисленны х р у ­
дах
Сотые доли
0,02
0,02
ИЗ
§ 50. Минералогическое опробование
М инералогическое опробование — совокупность операций по определению
качественного и количественного м инерального состава полезных ископаемых;
их структурны х и текстурны х особенностей (размер зерен и агрегатов зерен
минералов, их формы и соотношения); физических свойств минералов (плотности,
твердости, хрупкости, спайности, радиоактивности, магнитной восприимчивости,
электропроводности, смачиваемости, растворимости в различны х кислотах и
т. и .); химического состава минералов (особенно определение содерж ания элемситов-спутииков в рудных, м инералах); распределения минерала в различны х
природных типах и промыш ленных сортах руд.
§ 51. Пробоподготовительная и химическая лаборатории
Размеры помещений пробоподготовителыю й и химической лабораторий з а ­
висят от производственной мощности рудн и ка, характеристики руд разрабаты ­
ваемого месторож дения и потребных видов обработки проб и их анализов.
Пробоподготовительная лаборатория п редназначается д л я обработки проб,
отбираемых из разведочны х и подготовительны х выработок, очистных забоев,
а так ж е товарны х проб до состояния, пригодного для производстза химического
анализа.
Товарны е пробы массой 100— 150 кг дробятся в комбинированной дробилке
СМ-165А, состоящей из последовательно установленны х щековой к валковой дро­
билок. Раздробленны й до 10 мм м атериал поступает в секторный опробователь
типа 34А-ОП. П ройдя опробователь, проба сокращ ается в 20 р аз; 1/20 часть пробы
(около 7 кг) собирается в ящ ик и н ап р авл яется на дальнейш ую разделку. Отходы
периодически вы возятся на склад руды . С окращ енные товарны е и поступаю щ ие
мелкие пробы при влаж ности не более 5 % обрабаты ваю тся без суш ки. При в л а ж ­
ности 5— 10 % пробы просуш иваю тся в электрическом суш и льное ш каф у.
Р ядовы е рудничные пробы массой 5— 10 кг н ап р авл яю тся последовательно
на крупное, среднее дробление и сокращ ение соответственно в щ ековую (100X 60),
валковую (200Х 125) дробилки и ж елобковы е сократители.
Д ал ее товарны е пробы дробятся до крупности 1— 2 мм. Тонкое измельчение
до 0,1— 0,074 мм производится в ш аровой мельнице и дисковом истиратсле. Д л я
производства ситового ан ализа предусм атривается ситовой ан ализатор. И зм ель­
ченные пробы сокращ аю тся на ж елобковы х дели телях до 0 ,5 кг. П одготовленные
пробы делятся на две части, упаковы ваю тся в бан ку или бумаж ные пакеты ; часть
пробы н ап равл яется в химическую лабораторию , часть п ередается в архи в проб,
где хранится в течение трех месяцев, на случай повторного или арбитраж ного
ан ализа.
В состав основного оборудования и робоподготовительной лаборатории вх о ­
дят: комбинированная дробилка СМ-165А; щ еко вая дробилка 100X 60; валк о в ая
Дробилка 200X 125; ш аровая м ельница диаметром 2 4 2 X 2 0 0 (40 мм); дисковый
истиратель И ДА-075; гитовпй вибрационный анализатор; технические весы
ВЛТ-1; весы платформенные передвиж ны е В СП -500; суш ильны й шкаф ЦЭП-282А
(размер рабочего пространства 6 9 0 X 7 2 0 X 1 1 5 0 мм); секторны й вращ аю щ ийся о п ­
робователь 34А-ОП; ж елобковы й сократитель со щелью 10 мм, а т а к ж е разные
столы и оборудование д л я м еханизации работ.
Химическая лаборатория предназначена для систематического анализа
проб руды. А нализы вы полняю тся к ак химическими, так и ф изико-химическими
методами (спектральны м, полярографическим и минералогическим). Ч исло оп­
ределений, выполняемы х ф изико-химическими методами, мож ет составлять одну
треть от общего числа определений. Одно определение химическим методом в сред­
нем принимается равнозначным двум условным индексам. Сменная норма выра°отки одного лаборан та составляет 30—35 индексов, из этой нормы определяется
и* штат.
Основное технологическое оборудование химической лаборатории: дистил­
лятор Д -25 (модель 784, Q — 25 л/ч, N = 25 кВт); станок д л я заточки углей
ЗУ -20 (^У = 0,6 кВт); настольный токарны й станок ЛД601 размером 125X180
113
(N = 0.18 кВт); спектрограф кварцевы й ИСП-ЗОм с комплектом оборудования;
спектропроектор ПС-18; микрофотометр нерегистрирую щ ий М Ф-2; генератор
дуги переменного тока Д Г -2; генератор конденсированной искры И Г-3; к алори ­
метр фотоэлектрический ФЭК-М; п оляр о гр аф автоматический электронны й ПА-3;
микроскоп поляризационны й рудный М ИН-9; микроскоп поляризационны й
М И Н-8; осветитель ОИ-31; осветитель к поляризационном у м икроскопу ОИ-9м;
осветитель к м икроскопу для визуальн ого наблюдения в проходящ ем свете
ОИ-19; л ун а би н о ку л я р н ая МПС-2; столик интеграционны й ИСА; установка
д ля определения отраж ательной способности минералов ПООС-1; микротвердомер
ПМ Т-3; рефрактометр И РФ -22; универсальны й электром агн ит УЭМ-1; ручной
м агнит-передвиж ка; термическая устан о вка ТУ-1М ; комплекс аппаратуры АС
к спектрографам; ступки яшмовые диаметром 60— 130 мм; стандартный набор
иммерсионных ж идкостей; набор стандартны х сит; весы лабораторны е аналити­
ческие ВЛ \-20 0r-M п/н 200 г; весы лабораторны е технические 2-го класса
(ВЛ Т-5чг п/н 5 кг; В Л Т -1кг п/н 1кг) и В Л Т -200г п/н 200 г); титратор л аборатор­
ный ТЛФ П 579/67; станок для ш лифования и п олирования шлифов модели
3 88/Б ; печь электри ческая м уф ельная МП-2ЦМ (N = 2,6 кВ т, V = 220 В); шкаф
сушильный электрический С Н О Л (.V — 1,6 кВт, V ~ 220 В); печь трубчатая э л е к ­
трическая (.'V = 2 квт, V — 220 В); бани песочные (N — 0,3 кВ т, V = 220 В
и N = 1,5 кВ т, V = 220 В); колбонагреватель №? 2 (/V = 0,3 кВ т, V — 220 В);
электрические плитки ЭП-7 (N — 1,4 кВ т, V — 220 В); П Э-600 (N ~ 0,6 кВт,
V — 220 В) и 4С-1-1.2 (jV — 0 ,3 —0 ,6 — 1,2 кВт); сейфы, столы различны е, в том
числе сгол с подставкой с керамическим покрытием, шкафы вы тяж ны е, стс'ллажи,
инструмент, химическая посуда.
ГЛАВА 5
геологическая
служ ба
§ 52. Задачи геологической службы
Геологическая служ ба о ргани зуется по отраслевому принципу. Е е главными
задачами являю тся (табл. 111.16):
укрепление сырьевой базы предприятий по добыче полезны х ископаемых,
повышение достоверности разведанны х запасов полезны х ископаемых, наиболее
полное и комплексное использование месторождений полезны х ископаемых и
охрана недр;
своевременное и высококачественное геологическое обеспечение работ при
проектировании, строительстве и реконструкции предприятий по добыче полез­
ных ископаемых, доразведке и разр аб о тке месторож дений полезны х ископ ае­
мых, г так ж е при проектировании, строительстве и эксп луатаци и подземных со­
оруж ений, не связанны х с добычей полезны х ископаемых, и пользовании недрами
в иных целях;
соверш енствование организации и методов ведения работ по геологическому
изучению недр на основе ш ирокого внедрения новейш их достиж ений н ауки и
техники и передового опыта;
осуществление ведомственного контроля за соблюдением установленного
порядка пользования недрами, правильностью ведения работ по геологическому
изучению недр, за выполнением требований по охран е недр и обеспечением наи­
более полного извлечения из недр основных и други х совместно с ними зал егаю ­
щих полезных ископаемы х,а так ж е содерж ащ ихся в них компонентов, в том числе
при обогащении и переработке добытого минерального сы рья; за соблюдением п р а­
вил учета запасов и месторождений полезных ископаемы х, в соответствии с ти ­
повым положением о ведомственной технологической сл у ж б е и другими п р ави ­
лами и нормами, определяющими деятельность геологической службы.
Помимо перечисленных в табл. 111.16, в задачи рудничной геологической
службы входит: помощь строительным и другим цехам п редп риятия в определе­
нии несущей способности грунтов и в обнаруж ении и разведке строительны х
114
Т а бл и ц а
I I I . 16
Основные цели и задачи рудничной геологической службы
Цели
Увеличение
запасов полез­
ных ископае­
мых д л я по­
вы ш ения обес­
печенности з а ­
пасами дейст­
вующ его пред­
приятия, про­
длен и я срока
его сущ ество­
вани я или уве­
личения
его
производитель­
ности
Задачи
Д оразведка р азр аб а­
тываемых месторож де­
ний на недостаточно
детально -изученны х
частях (ф л а н г а х ,'г л у ­
боких
горизонтах,
обособленных участ­
ках). П еревод
за п а ­
сов категорий Сх и С2
в более высокие к ате­
гории и подсчет вновь
выявленны х запасов
Уточнение
получен­
ных при детальной
разводке данны х
о
морфелогии, внутрен ­
нем строении, усло­
виях залегани я тел
полезного ископаемо­
го и его качестве
3. Выработка мероприя­
тий по возможно бо­
л ее полному и ком­
плексному использо­
ванию полезного ис. копаемого
4. Сокращ ение потерт» и
р азу божи в а н и я р уды
М ероп ри яти я и м атериалы
д л я реш ен ия зад ач
Совместно с геологическими ор­
ганизациями других ведомств:
а) разностороннее геологическое
изучение месторождения и р у д­
ного поля путем анализа имею­
щ ихся материалов (отчеты по
поисковым, геологоразведочным,
гидрогеологическим,
геофизи­
ческим работам, тематические
исследования и т. д.); б) прове­
дение поисковой и детальной
разведок
Проведение опережаю щей э к с ­
плуатационной разведки (опе­
реж ает добычные работы мини­
мум на 1— 1,5 года). Р езультаты
использую тся д л я подсчета под­
готовленных запасов, ко р р ек ­
тировки схем подготовки и отр а­
ботки рудных тел или их участ­
ков, установления нормативов
потерь и разубож и ван и я, тек у ­
щего планирования (квартал,
год); перевода запасов из низших
категорий в высшие
Совместно с другими ор ган и за­
циями: изучение зещественного
состава полезного ископаемого,
его текстур, структур и обога­
ти мости путем отбора проб р а з­
личного целевого назначения;
проведение систематических ми­
нералогических, спектральны х,
физических и химических а н а ­
лизов на основные элементы
и элем енты спутники
Систематическое
опробование
полезного ископаемого в нед­
рах, опробование добытого по­
лезного ископаемого, корректи­
ровка результатов опробования
по данным обогатительной фаб­
рики, завода, сопоставление дей­
ствительны х контуров месторо­
ж дения с отработанными кон ­
турами. Соблюдение типовых и
отраслевы х методических у к а ­
заний по определению и учету
потерь и разубож ивания т вер ­
дых полезных ископаемых при
добыче
115
П р о д о л ж е н и е
116
I I I . 16
М ероп ри яти я и м атериалы
д л я реш ен и я зад ач
Ц ели
II. Рсшспне гор­
но-геологиче­
ских вопросов,
связанны х
с
технически
правильной и
целесообраз­
ной разраб от­
кой месторож ­
дения
табл.
Уточнение особенно­
стей пространственно­
го
размещ ения
и
строения рудного те­
л а, а так ж е качества
и количества руды в
пределах блоков, у с­
тупов,
находящ ихся
в отбойке
П роведение сопровождаю щей
эксплуатационной разведки. Р е ­
зультаты использую тся д л я кон­
тр о л я и корректировки проводи­
мых очистных работ, о п ератив­
ного п ланирования и со ставле­
ния оптимальной шихты (сутки,
декада, .месяц), учета и сн и ж е­
ния потерь и разубож и вап и я;
сравнения данны х разведки с ре­
зультатам и эксп луатаци и (по
отдельным блокам)
2. П одготовка геологиче. ских материалов для
п лан и рован и я горно­
го предприятия
П остроение
геологи чески х,
структурны х, сортовых, тех н о ­
логических планов, разр езо в,
проекций, моделей; составление
горно-геологических
х ар а к те ­
ристик; определение количества
и качества полезного ископяемого в ожидаемой добыче, р а с ­
чет ож идаемых потерь и разубож и ван и я на основании м атери а­
лов: а) опробования разведоч­
ных и эксплуатационны х вы ­
работок и скваж ин , опробова­
ния добытой руды , технологи­
ческого опробования, геофизи­
ческого опробования; б) приго­
товления, контроля, анализов
химических проб; в) определе­
ния физических свойств пород
и руд; г) геологической д о к у ­
ментации разведочных и э к с ­
плуатационны х горных в ы р а ­
боток и скваж ин ; д) изучения
гидрогеологических условий в
процессе эксп луатаци и ; е) тем а­
тических исследований
3. Н аблю дение за каче­
ственным
составом
подготавливаемого к
добыче и добываемого
полезного ископаемо­
го
4. Участие в нормирова­
нии горны х Н буро­
вых работ
М атериалы по пунктам 11.2, а — в
М атериалы по изучению физи­
ческих свойств полезного иско­
паемого и вмещаю щих пород;
плотностные, механические, теп ­
ловы е, электромагнитные и др.
(по надобности)
О к о н ч а н и е
Ц ели
З ад ач и
5. Учет геологических,
балансовых, забалан­
совых, вскрытых, под­
готовленных, готовых
к выемке запасов по­
лезного ископаемого
6
. Изучение гидрогеоло­
гических условий экс­
плуатации месторож­
дения
табл.
I I I . 16
М ероп ри яти я и м атери алы
д л я реш ения зад ач
Совместно с маркшейдерской
службой на основании имею­
щихся материалов по п. п. II.2,
а —г с соблюдением инструкций
по учету запасов полезных ис­
копаемых, составление отчет­
ных балансов по форме 5-гр:
а) систематические гидрогеоло­
гические наблюдения
б) гранулометрический анализ
в) определение влажности
г) определение пористости
д) использование материалов по
тематическим исследованиям
материалов (совместно с организациями других ведомств); надзор за охраной про­
дуктивных площадей от застройки; представление проектным организациям всех
необходимых геологических материалов, отчетов и справок, составление заклю ­
чений по геологической и горной частям проектов разработки месторождений;
разработка инструкций по всем видам геологического обслуживания горных
предприятий.
§ 53. Структура геологической службы
Организационные формы и структура геологической службы горнодобываю­
щих предприятий определяются и утверждаются министерствами и ведомствами
СССР.
Геологическая служба в отрасли возглавляется геологическим подразде­
лением соответствующего министерства, ведомства.
Н а предприятиях по добыче полезных ископаемых (кроме общераспростра­
ненных подезных ископаемых) геологическая служба возглавляется главным
геологом, который подчиняется непосредственно руководителю или главному
инженеру предприятия.
Численность и квалификация состава геологических служб опреде­
ляются типовыми структурами управления соответствующих отраслей промыш­
ленности.
§ 54. Планирование и финансирование
геологоразведочных работ
Планирование геологоразведочных работ осуществляется на основе раз­
работанного проекта. Проекты и сметы утверждаются и переутверждаются со­
ответствующими ведомствами в зависимости от сметной стоимости объекта
(табл. III. 17).
Порядок проведения экспертизы проектно-сметной документации на геолого­
разведочные работы устанавливается министерствами и ведомствами СССР,
осУществляющими геологоразведочные работы.
Р Финансирование геологоразведочных работ производится учреждениями
Стройбанка СССР при наличии следующих утвержденных документов: плана
Ге°логоразведочных работ (форма 7-гр) с приложением геологических заданий по
~сНовным объектам; плана финансирования геологоразведочных работ (форма 5);
итудьного списка геологоразведочных работ и затрат (форма l -гр); копии утеРЖденных смет (форма 1-см) по каждому объекту, включенному з титульный
117
Т а бл и ц а
I I I . 17
Сметная стоимость проекта на геологоразведочные работы
и утверждающие инстанции *
С м етная стоим ость п роекта,
ты с. руб.
Ведомства
1.
Министерства и ведомства СССР
2. Республиканские министерства и ведом­
ства, главные управления министерств и ве­
домств СССР, объединения
3 . Геологические управления
министерств
и ведомств СССР и союзных республик, орга:
низации на правах геологических управле­
ний
4. Геологические экспедиции, находящиеся
на самостоятельном балансе
В отдельных случаях по специальному
разрешению министерств СССР
Свыше 2500, а по наиболее в а ж ­
ным объектам по перечню Гос­
плана СССР — без ограничения
До 2500
До 1500 (включительно)
До 50
До 100
.
* Т аблица со ставл ен а на осн ован и и «И нструкции по проекти рован и ю ге о л о г о р а з­
ведочных р або т от 29 д ек а б р я 1975 г.» (М ., О Ц И Т И , ВИЭМС, 1977 г .) .
список; справки об утверждении проектно-сметной документации (форма 6 -гр);
перечня объектов геологоразведочных работ, зарегистрированных во Всесоюз-ном или территориальном геологических фондах (форма 3-гр).
Сметная стоимость геологоразведочных работ, осуществляемых горнодобы-!
ваювдми предприятиями в пределах горних отводов и прилегающих участков,
определяется на основании нормативов СУСЫ на геологоразведочные работы и
по согласованию со Стройбанком СССР корректируется с учетом тарифов по за-i
работной плате соответствующей отрасли промышленности. По данным промыш-ленкой разведки производится подсчет запасов.
ГЛАВА 6
М АРКШ ЕЙДЕРСКОЕ
ДЕЛО*
Маркшейдерское дело включает в себя обширный комплекс маркшейдерских/,
работ (составление планов и карт, проекций и разрезов, гсометризация местоЗ
рождений полезных ископаемых, ориентирование и контроль горных выработок,
зданий и сооружений, построение опорных сетей, съемка земной поверхности,:)
учет движения запасов, сдвижения горных пород, построение охранных и предо­
хранительных целиков и других), обеспечивающих эффективную и безопасную
экспл у атаци ю место рожден и я .
В научно-техническом плане маркшейдерские работы базируются на достиг
жениях в области геодезии — науки об измерениях Земли. Согласно астрономо­
геодезическим измерениям Земля по своей форме представляет собой геоид, ДО
размерам полуосей, сжатию и ориентированию близкий к эллипсоиду вращения,
называемого реферснц-эллипсоидом. При пересечении поверхности э л л и п с о и д а
плоскостями, проходящими через ось вращения P P t (рис. II 1.6), образую тся
кривые линии Р К Р ^К гР , называемые меридианами и представляющие соб ой
* Г л ава н ап и сан а совместно с В. Б . К оняевой.
118
эллипсы. Плоские сечения, перпендикулярные к оси вращения Р Р г , образуют
параллели, являющиеся окружностями. Параллель, проходящая через центр
эллипсоида О, называется экватором. Физическая поверхность Земли является
очень сложной в геометрическом отношении, поэтому за поверхность Земли при­
нимают уровенную поверхность, совпадающую со средним уровнем воды в океа­
нах.
Положение каждой точки земной поверхности можно определить по поло­
жению ее горизонтальной проекции на уровенной поверхности и по высоте точки
над этой поверхностью (рис. II 1.7).
Расстояние Я д по отвесной линии в метрах от средней уровенной поверх­
ности до точки физической поверхности Земли называется абсолютной отметкой
(рис. II 1.8). Расстояние h по отвесной линии в метрах от любой другой уровенной
поверхности до данной точки называется относительной отметкой (высотой)
точки.
В СССР за исходный уровень принят нуль
Кронштадтского футштока (Балтийская система
высот).
Единой для всего земного шара является
географическая система координат. Положение
точки физической поверхности земли опреде­
лится географическими координатами — широ­
той, долготой и абсолютной отметкой. Широ­
та — угол <р, образованный между отвесной
линией, проходящей через точку Земли и центр
земного птяра, и плоскостью экватора Геогра­
фическая широта ср отсчитывается в обе сто­
роны от экватора к полюсам и изменяется отО.
До 90° (северная и южная широты).
Долгота — угол
образованный плоско­
стью меридиана, проходящей через точку Земли,
и плоскостью начального (нулевого) меридиана.
начальный (нулевой) принят меридиан,
проходящий через Гринвичскую обсерваторию
близ Лондона. Долготы отсчитываются в обе
стороны от нулевого меридиана (на восток и на
3 аПад) И изменяются ОТ 0 ДО 180°.
Р и с. и 1.8. Определение абсоПлан — уменьшенное подробное изображел ю тн ой отм етки точки поверхhi?
ности*
проекции контуров местности на горизонль„ую плоскость, во всех своих частях сос р е ^ ^ в е .Г я
зи я ю щ е е постоянный масштаб.
поверхность
И9
*
Рис. I I I . 9. Определение истинного азимута:
А — ази м ут; у — у го л сбл и ж ен и я
Рис.
I I I . 10. Определение дирекционного
угла:
1 — ш ести град усн ая зо н а; 2 — осевой ме­
ридиан; 3 — п а р а л л е л ь н а я ему л и н и я; а —
дирекц ион н ы й у го л ; Л — ази м ут
Рельеф — совокупность неровностей чемной поверхности, изображаемая
линиями точек с одинаковой высотой над уровнем моря.
Профиль — уменьшенное изображение вертикального сечения земной по­
верхности в том или ином направлении, характеризующее неровности местности.]
Р азрез — уменьшенное изображение вертикального сечения земной коры по
заданному направлению или горизонтальное сечение недр на заданном
горизонте.
К арт а — изображение земной поверхности (протяженностью более 20 км),
полученное с учетом кривизны Земли. Карта от плана отличается наличием карто­
графической сетки и существенным закономерным изменением линейного мас­
штаба.
Линии па местности принято ориентировать относительно истинного (гео-1
графического), магнитного и осевого меридианов. Направление истинного и осе-,)
вогс меридианов определяется из астрономических наблюдений с большой точ->
ностыо, магнитного — при помощи компаса Несовпадение истинного с магнитным'
направлением в заданной точке составляет некоторый угол б, который иазШ
вается углом склонения магнитной стрелки. Западное склонение стрелки обоз-,
начается знаком минус.
Относительно исходных геодезических направлений положение линий оп^
ределяется ориентирующими углами.
Истинный азимут — горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часо*
вой стрелки от северного конца истинного меридиана, проходящего через данную
точку, до данного направления (рис. II 1.9). Истинные азимуты одной и той же
прямой линии в разных ее точках не равны друг другу и отличаются на величину ^
вследствие шарообразной формы Земли.
Магнитные азимуты — горизонтальные углы, отсчитываемые по ходу часо­
вой стрелки от северного конца оси магнитной стрелки до данного направления,
изменяются от 0 до 3 6 0 ° и отличаются от истинных Л и с т на величину м а г н и т н о г о
склонения 6 :
А ист =
А маг “1“ о.
Дирекционный угол — горизонтальный угол, отсчитываемый от северной
конца осевого меридиана до данного направления (рис. III. 10).
120
§ 55. Виды маркшейдерских съемок
В зависимости от применяемых инструментов существуют следующие виды
съемок: теодолитная (контурная), производимая угломерными инструментами, —
теодолитом и стальной мерной лептой; тахеометрическая, сочетающая в себе кон­
турную и вертикальную съемки, производимая теодолитом-тахеометром; мен­
зульная при помощи мензуль: (столика) и углоначертательного инструмента —
кипрегеля; наземная стереофотосъемка фототеодолитом, т. о.. фотокамерой, со­
единенной с теодолитом; аэрофотосъемка специальными фотокамерами, уста­
новленными на самолете; глазомерная при помощи компаса, визирной линейки
и карандаша; буссольная; нивелирная (геометрическое нивелирование); съемки
теодолитом-тахеометром или кипрегелем (тригонометрическое нивелирование)
и барометром (барометрическое нивелирование).
По назначению подземные маркшейдерские съемки можно разделить на сле­
дующие виды:
соединительные (горизонтальные и вертикальные);
горизонтальные и вертикальные съемки основных выработок;
съемки подготовительных и очистных выработок;
замеры подготовительных и очистных горных выработок и земной поверх­
ности.
§ 56. Составление маркшейдерских планов,
проекций и разрезов
Маркшейдерские планы составляют в общегосударственной системе плоских
прямоугольных координат в масштабах 1 : 2000, 1 : 1000, 1 : 500. а для отдельных
важных объектов (околоствольньте дворы, камеры и т. д.) в масштабе 1 : 2 0 0 .
Кроме основных планов на шахтах составляются проекции горных выработок
на вертикальную плоскость (при крутом падении рудных тел); вертикальные раз­
резы вкрест простирания месторождения; профили ио основным откаточным гор­
ным выработкам; планы околоствольных выработок; планы очистных работ и
некоторые другие.
Основные маркшейдерские планы составляются па планшетах размером
500X500 мм на чертежной бумаге высшего качества. Основные планы, проекции
и разрезы подклеиваются на тонкие алюминиевые листы и фанеру для обеспече-
III. 11. Профиль горной выработки:
1 — откаточн ы й ш трек; 2 — орт
121
ния длительного срока^службы. Н а основные планы шахты наносятся: техниче­
ские границы поля шахты и границы безопасного ведения горных работ; все ка­
питальные, подготовительные, нарезные, разведочные выработки с показанием
времени их проведения по месяцам; углы наклона по наклонным подготовительным и очистным работам не реже чем через 150—200 м; выработки соседних горных предприятий в пределах 1 0 0 м от границы разрабатываемого поля; теодолитные ходы первого и второго разрядов со всеми временными и постоянными пунктами; репера с их номерами и отметками; данные, характеризующие форму и ус
ловия залегания полезного ископаемого; линии тектонических нарушений с указанием угла падения плоскости смещения, границы целиков и направление линий
вертикальной проекции и разрезов.
На некоторых месторождениях составляются планы эксплуатационных блоков в масштабе 1 : 500 и 1 : 200.
Вертикальные разрезы вкрест простирания и проекции горных выработок на
вертикальную плоскость выполняются в масштабе основных планов. Все планы
и разрезы пополняются не. реже одного раза в месяц.
Профили (рис. III. 11) составляются по результатам геометрического нивелирования. Профили по откаточным выработкам имеют два разных масштаба:
горизонтальный — соответствует масштабу основного маркшейдерского плана и
вертикальный, который берется в 10 раз крупнее горизонтального. Кроме пере­
численных выполняются наглядные маркшейдерские планы — основы для составлення вентиляционных и аварийных планов, и гипсометрические — планы
изомощностей, характеризующие условия залегания полезного ископаемого
в недрах.
§ 57. Маркшейдерское обеспечение шахтного строительства
При строительстве шахты задачи маркшейдерской службы сводятся: к изу
чению рабочих чертежей проекта и их проверке; перенесению в натуру элементов
геометрической схемы, запроектированных поверхностных и подземных сооруже­
ний; осуществлению в процессе строительства и проведения горных выработок
маркшейдерского контроля за соблюдением геометрических элементов, перене­
сенных в натуру (горизонтального угла, горизонтального расстояния, точки, за­
данной координатами, точки с заданной высотной отметкой, горизонтальных и
наклонных осей, горизонтальных кривых) и к закреплению в натуре элементов
разбивки.
Перенесение в натуру горизонтального угла ft (рис. 111.12).
В точке А у закрепленной на месте направления А В , устанавливают теодолит.
Сместив нули лимба и алидады горизонтального круга, наводят визирную ось на
точку В. Закрепив лимб, алидаду поворачивают на угол ft при «круге лево»,;.
По направлению визирного луча выставляют точку С,. Переводя трубу через
зенит, повторяют действие при «круге право», закрепляю т точку С2. За оконча­
тельное положение С принимают середину между точками С 3 и С2.
Перенесение в натуру заданного
горизонтального
расстояния.
Если
горизонтальное расстояние невелико,
проектная длина откладывается сле­
дующим образом: установив в начальЛ
ной точке теодолит, по заданному нщ
правлению устанавливают веху и на
ней отмечают уровень инструмента;
измерив угол наклона б, вычисляют?
наклонное расстояние
/ =
Рис. I I I . 12. П еренесение дан н ого н ап р ав л е­
ния в н ату р у
122
cos б ’
(II 1.27)
которое и откладывают в натуре. Если
проектное расстояние велико, егч
1
,
\
:
]
I
-j
1
1
I
|
рис. I I I . IS. Способы п еренесения точки в н атуру, зад ан н о й коорди натам и х и у :
а — полярный; 6 — угловой засечки; в — линейной засечки
разбивают на отдельные участки (чтобы длина их не превышала мерного
прибора) и забивают колья на точках перегиба. Заданное горизонтальное
расстояние
/=
] M - f d,
(III.28)
где / — сумма измеренных горизонтальных проложений; d — домер взад или впе­
ред от последней точки.
Перенесение в натуру тлчки по заданны м координатам п р о и з в о д и т с я т р е м я
способами (рис. III. 13). Полярный способ (см. рис.. III. 13, а). Н а местности за к ­
репляют направление А В , выносят точку Р , координаты которой известны.
Дирекционный угол ( АР) определится из уравнения
tg ( АР)
Yp - Y a
( I I I . 29)
ХР - Х А ’
а угол направления на точку Р определяется из разности дирекционных углов;
(ПГ.ЗО)
$ = ( АР) - (АВ).
Вычисленное значение (5 откладывают теодолитом. По направлению [откладывают
горизонтальное расстояние, вычисленное по формуле
/ =
Yp - Y a
sin ( АР)
Хр - Х а
cos ( АР)
!
и отмечают точку Р.
Способ угловой засечки (ем. рис. 111.13, б). В натуре имеются две закрепленные
точки А и В , координаты которых известны. Решением обратной геодезической
задачи вычисляют дирекционные углы ( АР) и (ВР), а затем углы направлений
11
выносят в натуру теодолитом и в месте пересечения этих направлений, отме­
ченных точками 1, 2, 3 , 4 на коль­
ях, находят искомую точку Р.
Способ линейной засечки* (рис.
II-13, в). Решением обратной гео­
дезической задачи вычисляют длины
^ = 1Л и В Р = 12. Полученные
Расстояния переносят в натуру при
Помощи двух рулеток и на их переечении находят искомую точку Р.
Перенесение репера по задан-
°й отметке в натуру (рис. II 1.14).
Рис.
I I I . 14.
П еренесение
репера
в
на-
туру
123
В точке'"Л требуется~за крепить ре­
пер с заданной в проекте высотной
отметкой Н д. На репер R с изве­
стной отметкой H r устанавливают
нивелирную рейку и по ней ниве­
лиром берут отсчет I. В месте, где
должен быть заложен репер Л , от­
мечают проекцию визирного л у ­
ча Г.
Вычислив горизонт инстру- .
мента,
ГИ = H R + I
(III.32)
определяют превышение
А = И А — ГИу
ную рулетку с
Отметка
Нл = HR +
подвешенным
1 , - 0аг -
п2) -
к
ней
L.
( I I I .33) 1
на которое будет отстоять проекци- I
онный репер Л от точки Г.
При
передаче отметки
на
дно котлована применяют сталь- I
грузом (рис. 111.15).
<
(III.34) j
§ 58. Маркшейдерские работы при строительстве сооружений
промплощадки и проходке стволов
Н а промышленной площадке основными являются оси главного ствола:;
шахты. От них методами угловых и линейных засечек определяют расположение
всех основных зданий промплощадки. При сооружении траншеи и прокладкиJ
трассы подъездных железнодорожных путей маркшейдер разбивает на местности
продольную ось магистрали.
В работу маркшейдера при сооружении комплекса шахтного подъема входят:
ориентирование и привязка армировки ствола (расстрелов, проводников), копра
с расположенными на нем шкивами, подъемных машин.
Установка копра начинается с укладки подкопровой рамы. Ее проверяют по
высоте, для чего нивелируют угловые точки. При установке раму в плане привя-зыв.ают к осям ствола.
Разбивку фундаментов укосины копра ведут по рабочему чертежу и плану ,
расположения фундаментов относительно осей подъема "или осей ствола шахты Д
Перед подъемом копра макршейдер должен разместить па подшкивной площадке])
осевые точки в соответствии с рабочими чертежами. После подъема копра м ар к а
шейдер теодолитом выносит фактическое положение осей ствола на переднюкД
и заднюю стенки подшкивной площадки при двух положениях трубы. Отклонена
ние положения подшкивной площадки не должно превышать ± 25 мм для м е т а л и
личсских и ± 50 мм для деревянных коп роз. Проверяется правильность установки!
станка копра, разбивка осей шкивов производится теодолитом от осей ствола*
шахты.
При установке подъемной машины маркшейдерские работы сводятся к переН
несению осей ствола (подъема) в здание подъемной машины и к определению по'4
ложения оси вала. Оси намечают на скобах, заделанных внутри здания в стенах.<
После установки, проверки горизонтальности и правильности расположен!
ния рамы относительно оси подъема и оси главного вала подъемной машины и
закрепления основной рамы приступают к установке главного вала. Контроль*!
установки главного вала подъемной машины состоит в определении фактического
положения его осей в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Окончатель­
ная проверка подъема осуществляется путем определения углов отклонения ка­
натов (рис. III. 16) на барабане подъемной машины и на шкивах (углы девиации)*
124
Углы отклонения канатов на ба­
рабане определяются по формулам
аН ;
(111.35)
а — Ь2 ,
а* = - Ц Г ? '
где р # = 3438.
Углы
отклонения
шкивах:
Рн = « н — 7 cos (р;
(111.36)
каната
на
(II 1.37)
(II 1.38)
Рв — « в + 7 cos Ф,
--j
где у — горизонтальный угол между
осевой плоскостью шкива и осью
подьема; ф — угол наклона струны
каната.
По правилам технической экс­
плуатации значение углов отклонения
канатов не должно превышать 1° 30'.
При проходке шахтных стволов
ведется контроль за их поперечным
сечением, вертикальностью, проверя­
ется правильность их крепления и
армирования.
Все контрольные операции ведут
от [специальных проходческих отве­
сов, число которых и расположение
зависят от формы ствола.
При круглом сечении пользуются
центральным и боковыми отвесами,
Р и с. I I I . 16. Схема к определению углов де­
располагаемыми на осях ствола. Попе­
ви ации
речное сечение и вертикальность ство­
ла контролируются промером радиу­
сов от центрального отвеса, ориентирование ствола — ио боковым отвесам.
При прямоугольном сечении пользуются угловыми отвесами. Промером от
этих отвесов до стенок ствола вчерне и в свету при помощи специальных шабло­
нов проверяют сечение ствола й вертикальность его стенок.
Маркшейдер проверяет толщину крепи, забутовку пустот, образующихся
в результате вывалов, и выполняет контрольные операции, связанные с устрой­
ством в стволе проемов и лунок.
При армировании ствола контролируется строгое соблюдение всех проектных
размеров и деталей армировки. Разметку гнезд для расстрелов производят ша­
блонами. Основой для установки расстрелов нижележащих ярусов служит верх­
ний ярус, расстрелы которого укладывают весьма тщательно. Помимо контроля,
установки расстрелов, в плане контролируют их проектное положение по высоте,
Для чего нивелируют оба конца расстрела.
§ 59. Маркшейдерское обеспечение подземных горных работ
Соединительная съемка — совокупность маркшейдерских работ, выпол­
няемых для ориентирования подземных горных выработок. Соединительной
съемкой устанавливаются дирекционные углы и координаты X , У начальных
Г1Уиктов на каждом горизонте горных работ в системе координат, принятой на
Поверхности. Из этих задач наиболее ответственной является задача определения
Дирекционного угла, т. е. ориентирование (рис. 111.17).
Ошибка, допущенная в определении координат, не увеличивается при уда­
лении от начального пункта. Линейная ошибка положения объектов подземной
125
Р и с. I I I . 17. Р асп р о стр анен ие ош ибок в определении коорди н ат
(а)
и ди рскционного угл а (ff)
съемки, обусловленная ошибкой определения дирекционного угла, возрастает
по мере их удаления от начального пункта. Разность дирекционных углов сто­
роны подземной съемки, вычисленная по двум независимым ориентировкам,
не должна превышать 3'. Если ориентировки произведены через разные шахты,
то эта разность не должна превышать
( I I I . 39)
Д а = ± / ( З Т - М 0 , 7 ' )2 п,
где п — чи-сло углов подземного теодолитного хода.
Ориентирование может быть выполнено геометрическим и физическими
гироскопический).
методами (магнитный, оптический
Геометрический м е­
т о д ориентирования является
наиболее распространенным и по
условиям связи подземных горных
выработок с земной поверхностью
применяется в трех основных раз­
новидностях: ориентирование через
штольню или наклонный шахтный
ствол; через один вертикальный
шахтный ствол; через два верти­
кальных шахтных ствола.
Рис. I I I . 18. С оединительная съем ка при
ш тольневом вскры тии:
1 —4 — подзем ны е точки съемки
126
Рис. I II . 19. О риен ти рован ие через один вер ти ­
кальн ы й ствол:
1 — лебедки; 2 — б л о к и ; 3 — п ровол ока; 4 —
г р у з; 5 — усп о ко и тел и ; 6 — ц ен три ровоч н ая
п ласти н ка
т
Рис. II 1.20. П рим ы кание к отвесам способом соед ин ительн ого треугольн и ка
О р и е н т и р о в а н и е через шт о л ьн ю или н а к ло н ны й
с т в о л осуществляется проложением по ним теодолитного хода от пунктов Т
и А геодезического обоснования на поверхности (рис. III. 18).
Ор и ен ти ро в ан и е через один ве рти к ал ьны й ствол
слагается из двух частей: проектирование точек с поверхности на ориентируемый
горизонт; примыкание к проектируемым точкам на поверхности и к их проек­
циям на ориентируемом горизонте.
Проектирование точек чаще всего осуществляется с помощью двух непо­
движных (рис. II 1.19) или двух качающихся отвесов.
При ориентировании
глубоких стволов колебания отвеса полностью
успокоить не удается. Поэтому проектирование точек осуществляется по кача­
ющимся отвесам. Качания отвеса обычно наблюдают с помощью цеитрировочной
тарелки с двумя взаимно перпендикулярными шкалами и двух теодолитов. При
наблюдении качаний берется 10— 15 отсчетов против-крайних левых и правых
положений отвеса. Шкальный отсчет положения покоя
Nt =
^
+ A' 2 -v ••• + A'h .
Примыкание
к
отвесам
по
( Ш .40)
способу
соединительного
треугольника
(рис. II 1.20). В ствол шахты опускают два отвеса А и В . Н а поверхности у ствола
закладывается подходной пункт С, привязанный к триангуляционным или поли­
гонометрическим пунктам. Отвесы А и В и пункт С образуют на поверхности
треугольник ЛВС. Эти же отвесы образуют с точкой С' начального пункта под­
земной съемки соединительный треугольник Л 'В 'С '.
Теодолитами, установленными на поверхности в точке С и под землей
в точке С ', одновременно измеряют-углы у> б, в, у \ 8 \ г' и длины сторон соеди­
нительных треугольников abc и а'Ь'с'. Длины измеряются стальной рулеткой
при постоянном натяжении не менее пяти раз. Углы при точках С и С ' должны
быть измерены тремя полными повторениями теодолитом, имеющим точность
отсчета не ниже 30".
Вычислив примыкания
s i n a = — sin
7
,
с
b_
sin f) ■
sin y\
с
a'
sin a = —£7 - sin у
sin ft'
b'
sin у
(111.4 1)
(111.42)
(111.43)
(111.44)
получают углы a , p и а ' , ft'.
127
Дирекционный угол исход­
ной стороны подземной съемки
(C 'D ') = (ТС) + ? +
+ (а 4* а ') — б' ± 3 1 8 0 °.
(II 1.45)
Координаты точки С' вычис­
ляются по формулам
Yc , = Yc + b
sin (СА) -}-
+ b' sin (A'C ')\
Ри с. 111.2 1 . О ри ен ти рован и е через д в а верти каль
н ы х ствола
(II 1.46)
*C ' =
+ b cos (СА) - f
(II I.47)
+ b ' cos (A'C').
Д ля контроля дирекцион­
ный угол (C'D ') и координаты
точки С' вычисляют из хода С В В 'С '. Исследования показали, что наименьшие
погрешности возникают, когда угол у не превышает 3°. Примыкания к отвесам
могут быть выполнены по методам соединительного четырехугольника и сим
метркчных фигур.
О р и е н т и р о в а н и е через два в е р т и к а л ь н ы х ст в о л а
(рис. II 1.21). Опускают по одному отвесу в каждый ствол А и В . На поверхности
от триангуляционного пункта Т прокладывают теодолитные ходы к отвесам А
и В и определяют координаты отвесов (Х ^, Уд), (X #, Y в ) в принятой на поверх­
ности системе координат. По координатам отвесов находят дирекционный угол
линии А В , соединяющей отвесы:
Y b -Y a .
Хв ~ ХА ’
( I I I . 48)
Y b - Y a _ Х в - ХА
sin (АВ)
cos (АВ)
( I I 1.49)
tg ( АВ) =
В шахте на ориентируемом горизонте такж е прокладывают ход первого
разряда А ' — 1 — 2—3 —4—5—В' по выработкам, соединяющим стволы. Вычис­
ляю т координаты X q \\Y 'b ^ условной системе координат, в которой координаты
отвеса А Х а
Ч( АВ) ' - -
и
у 'а и дирекционный угол (.4 — 1) равны нулю. Тогда
Y'b
XI
(111.50)
Х в’
siп (А В )'
cos (АВ)'
(111.51)
Дирекционный угол (А — 1) вычисляю? в системе координат, принятой на
поверхности,
(А — 1) = (АВ) — (АВ)' .
( I I I .52)
По координатам точки А и дирекционному углу (А — /) вновь вычисляют
координаты подземного хода.
Передача
высотных
отметок
с поверхности
на
г о р и з о н т го рн ых работ.
При вскрытии шахтного поля штольней
или наклонным стволом превышение (вертикальное расстояние) определяется
путем прокладки хода геометрического и тригонометрического нивелирования
между пунктами на поверхности и в шахте. Передача высотных отметок через
вертикальные выработки как с земной поверхности, так и с одного эксплуата­
ционного горизонта на другой может быть выполнена при помощи длинной ш ахт­
ной ленты, стальной проволоки, металлической рулетки и глубиномера (длино­
мера).
128
Рис. 111.22. П ередача вы со тн ой отм етки длинной лен ­
той:
1 — р ей к а; 2 — у р о вен ь м оря
Рис. II 1.23. П ередача вы сотной
отм етки длиномером:
1 — ни вели р; 2 — длином ер;
3 — рей ка
Передача отметки через вертикальные выработки шахтной лентой . На по­
верхности вблизи устья ствола шахты закреплен репер R n , высотная отметка
которого Z r u известна. В шахте заложен репер /?ш , отметку Z Rju которого необ­
ходимо определить. Из схемы (рис. 1 11.22)
(111.53)
z Rm = z Ra — h >
где h — расстояние по вертикали между реперами R n и R m . Д л я определения h
используются стальные ленть: длиной от 100 до 1000 м. Перед производством
измерений ствол шахты на земной поверхности и горизонте горных работ пере­
крывается прочными полками. Барабан с лентой устанавливается на уровне
верхней приемной площадки над стволом шахты. Ленту разматывают до тех пор,
пока она дойдет до горизонта горных выработок. К концу ленты подвешивается
груз, вес которого должен быть равен натяжению при компарировании ленты.
На поверхности и в шахте устанавливаются нивелиры, а на пунктах /?п и R m
нивелирные рейки.
При измерениях одновременно по сигналу берутся следующие отсчеты:
tfu — отсчет по рейке, установленной на репере R u\ аТП — то же, на репере R m;
Л'п — отсчет по ленте на уровне горизонтального луча верхнего нивелира; /Уш—
аналогичный отсчет по лучу нижнего нивелира. Кроме того, определяется темпе­
ратура воздуха в средней части ствола с точностью до 1 °С.
Величина
h = (А/п — N ш) Н~ аш — Ял “Ь
Ч"
Н” r i
(1 11.54)
гДе A L X и & U — поправки, учитывающие удлинение ленты под действием силы
тяжести ее и груза;
— поправка за температуру; г — поправка за компарирование ленты.
Передача в шахту высотной отметки должна быть сделана дважды. При вто­
ром измерении меняются высоты обоих нивелиров и положение ленты в стволе.
5 П /р Б . А. Г р ебен ю ка и др.
129
а
25
в
70
с
□TEZZZZZZZZZZZZZZ3
'J
с т т
J00
V
Рис. И 1.24. М аркш ейдерские знаки:
а, б — постоянны е; в — временный
Передача
отметки
через
вертикальные
выработки
длиномером
Д А -2
(рис. II 1.23). Длиномер состоит из лебедки с проволокой и мерного диска. Б ар а­
бан лебедки и мерный диск вращаются на одной оси. Число целых оборотов мер­
ного диска определяется по счетчику. Д л я отсчета части оборота диска на его
реборде нанесены деления, что позволяет отсчитывать 0,001 оборота. К проволоке
прибора прикрепляются рейка-груз и контрольная рейка, па которой нанесены
сантиметровые деления.
В начале измерений рейка-груз устанавливается против горизонтального
луча нивелира на поверхности, и по ней берется отсчет пи , а затем отсчет ап по
нивелирной рейке, установленной на репере Rn- Отсчет N n записывается по счет­
чику оборотов. Затем проволоку медленно и равномерно опускают в шахту до
тех пор, пока рейка-груз окажется против горизонтального луча нивелира, уста­
новленного в шахте. После этого берут отсчеты: УУШ — по счетчику длиномера,
пш — по рейке-грузу, аш — по рейке, установленной на репере R m.
Высотная отметка репера R m вычисляется по формулам
( I I 1.55)
^ = (^ ш — Л^п) — (Яп — ftii) + (а т — Лш)
^
+ k t o + г , ( I I I .56)
где Д/, Д/п, Лto и г — поправки за диаметр и материал проволоки, за разность
температур и поправка за компарирование.
Передача отметки длиномером должна производиться не менее двух р аз.
Закрепление и нумерация пунктов теодолитных ходов. Вершины углов
теодолитных ходов в горных выработках закрепляются постоянными и времен­
ными знаками. П ри'вы боре мест закрепления пунктов необходимо обеспечить
взаимную видимость пары смежных пунктов и наибольшее расстояние между
ними.
Постоянные знаки закрепляются в кровле (рис. II 1.24, а) или почве
(рис. II 1.24, б) горной выработки. Постоянными знаками закрепляют не менее
трех смежных вершин теодолитного хода. Группа постоянных пунктов закре­
пляется не реже чем через 300—500 м.
130
Временные маркшейдерские знаки (рис. II 1.24, в) забивают в верхняки
крепежных рам или в деревянные пробки, укрепленные в специально пробурен­
ных в кровлю скважинах. Все постоянные и временные знаки нумеруются. Д ля
каждой шахты должна быть принята общая нумерация. Номера временных и
постоянных пунктов обозначаются на металлических марках и крепятся на борту
выработки на креплении или пишутся масляной краской при креплении бетоном
и в выработках без крепления.
Измерение длин сторон, подземных теодолитных ходов. Инструментами для
измерения длин служ ат стальные длиной 20, 30, 50 м и тесемочные длиной
10 м рулетки. Стальные рулетки обычно применяются в основных маркшейдер­
ских съемках, тесемочные — в съемках очистных работ. Д лину каждой стороны
хода для контроля измеряют два раза — вперед и обратно. Расхождения между
двумя значениями одной и той же стороны в теодолитных ходах первого и второго
классов не должны превышать соответственно 1 : 2000 и 1 : 3000. Разрешается
применять дальномеры, обеспечивающие необходимую точность.
Съемка подробностей в горных выработках производится от пунктов и сто­
рон теодолитного хода. Объектами съемки являются контуры горных выработок,
контакты пород и полезного ископаемого, тектонические особенности месторо­
ждения, вид крепления выработки и др. Съемка может производиться способами
ординат и полярным. Камеральная обработка теодолитной съемки, как и ниве­
лирование подземных горных выработок, ведется по правилам, выработанным
в маркшейдерии.
Геометрическое нивелирование применяется в горизонтальных и слабонаклон­
ных (до 8 °) выработках, тригонометрическое — в наклонных и крутых.
Геометрическое нивелирование ввиду более высокой точности применяется
для создания высотного обоснования в шахте, тригонометрическое — ведется
одновременно с теодолитной съемкой горных выработок. Реперы закладываются
в фундаментах стационарных установок, а такж е в коренных породах почвы,
кровли и бортов выработки.
Съемка нарезных и очистных выработок. Способы, объем и характер съемок
определяются формой залегания полезного ископаемого. Съемка может быть
произведена с пониженной точностью упрощенными угломерными инструмен­
тами, висячими инструментами, а такж е рулеточным замером. Дальномерами
ведется съемка недоступных точек в очистных камерах. Съемки привязываются
к теодолитному ходу шахты. Результаты съемок затем” проверяют, вычисляют
и наносят на планы горных работ.
Рассечка околоствольного двора. С приближением забоя ствола к проектному
горизонту производят контрольные измерения глубины ствола и передают от­
метку на реперы, заложенные в креплении ствола несколько выше места сопря­
жения. Горизонт рассечки намечается от этих реперов путем рулеточных замеров.
Направление рассечки сопряжения определяется от осевых проходческих от­
весов, опущенных с поверхности или последнего опорного венца. Пользуясь
точками предварительно вынесенной оси, проводят выработки околоствольного
двора на расстояние не более 20—30 м. Дальнейшую проходку можно вести после
точного ориентирования и перенесения оси [ствола на горизонт околоствольного
двора.
Р и с. I I I . 25. Зад ан ие го р и зо н тал ьн ого н ап равл ен и я п рям олинейны м горным вы раб откам :
а , Ь, с — отвесы
131
До проведения выработок околоствольного двора должны быть составлены и вы­
числены проектные полигоны. Полигоны об­
разуют оси проектируемых выработок околоствольного двора. Вычисление проектных
полигонов ведется по числовым данным ра­
бочих чертежей в истинной или условной
системе координат. При построении проект­
ного полигона оси криволинейных участков
заменяют хордами. Н аряду с составлением
проектного полигона должен быть составлен
проектный профиль откаточных путей.
Задание направления горным выработ­
кам. Горизонтальное направление прямоли­
нейной выработки закрепляется тремя вре­
менными маркшейдерскими точками, рас­
стояние между которыми должно быть не
Рис. I I I . 26. З ад ан и е го р и зо н тал ь н о ­
го н ап равлен и я криволинейной в ы ­
менее 2—3 м.
работки
Маркшейдер указывает расстояние от
закрепленных отвесов до стенок выработки
1п (правое) и 1Л (левое) (рис. I II.25, а). С закрепленных точек опускают
отвесы (рис. 25, в) и, дав им успокоиться, становятся сзади них так, чтобы все
три нити отвесов покрывали друг друга. Полученное направление проектируют
на забой.
Д ля задания направления выработки па прямом участке может быть
использован
световой
указатель
направления
УНС-2,
разработанный
ВНИМИ.
Световая точка создается оптической частью прибора и источником света.
Световой зайчик проектируется на забой в виде двух перекрещивающихся свето­
вых полос.
Задание
горизонтального
направления
криволинейной
выработки
(рис. III .26). На схеме криволинейного участка, составленной в крупном масш­
табе ( 1 : 2 0 — 1 : 50), круговую кривую заменяют вписанными в нее хордами,
предварительно вычислив углы их поворота и длины. По этой схеме графически
определяют расстояния (перпендикуляры) от хорд до стенок выработки через
каждые 1— 2 м.
Числовые значения перпендикуляров и расстояний от начала хорды
до оснований всех перпендикуляров приводят на схеме. Кроме того, име­
ются способы радиусов и продолженных (коротких) хорд.
Исправление выработки в вертикальной плоскости задают в соответствии
с проектным уклоном i (рис. I I I .27).
Уклон можно задать при помощи реперов, закладываемых по обеим стенкам
выработки. Расстояние от реперов до почвы и кровли выработки должно быть
одинаковым по всей длине выработки.
Проведение выработок встречными забоями. Положение точек С и D встреч­
ных горизонтальных забоев (рис. 111.28) определяется по п л ан к и выносится в натуру путем прокладки теодо­
литного хода.
Дирекционный угол направ­
ления [DC) вычисляют по фор­
мулам
^ DC) = x
^
;(IIL 57)
tg (CD) = Yx D
c Z Y
xC
d ’ (ш -58)
(DC) = (CD) + Л 8 0 °. (111.59)
132
Рис. 111.27. З ад ан и е н ап р авл ен и я вы раб отки в вер*
ти кальной плоскости
Д л я задания горизонтального
направления вычисляют углы при
вершинах С и D:
P i = (CD) — (СВ);
(DC)-(DA).
(III.60)
( II I.61)
Уклон i сбиваемой выработки
определится по разности отметок
точек С и D:
L =
XC- X D
Y c -Y D .
sin (DC) ’
cos (DC)
(111.62)
H e - H D
( I I I . 63)
Сбойка вертикальных
вырабо­
ток (рис. 111.29). Положение то*
чек Ц и Цг , расположенных на
Рис. I I I . 28. Проведение вы работок встречным и
заб о ям и :
7 — пройденны й ш трек; 2 — п роектны й ш трек
одной вертикали, определяется аналогично после прокладки теодолитного хода.
Контроль за соблюдением проектного сечения выработки. Поперечное сече­
ние выработок проверяется систематически, их ширина измеряется вчерне и
в свету. Измерения ведут тесемочной рулеткой через равные по длине проме­
жутки выработки.
Сечение выработки, имеющей криволинейное очертание, проверяется при
помощи шаблона, способом линейных засечек или полярным способом. Помимо
проверки сечений вновь пройденных выработок ежеквартально определяют
состояние главных подготовительных выработок, для чего через каждые 50 м
производят замеры сечения выработок и устанавливают состояние крепи и вели­
чину зазоров между наиболее выступающими частями подвижного состава и под­
вешенного на крепи оборудования.
§ 60. Геометризация месторождений полезных ископаемых
Геометризапия месторождений — изображение на
формы рудных тел и распределения их свойств.
Изображение достигается с помощью изолиний, т.
значений того или иного показателя.
Горно-геометрические графики чаще выполняются
1 : 2000; 1 : 5000; 1 : 10 000. На них в процессе разведки
А
бумаге расположения,
е. линий одинаковых
в масштабах 1 : 1000;
и эксплуатации место-
Н
;
1
1
1
1
1
1
,
h
t U
г
Р и с. 111.29. Сбойка верти кальны х вы работок:
/ — вер х н и й гори зон т; 2 — н и ж ни й гори зо н т
133
рождения наносят данные об элементах залегания тел в отдельных точках; о со ­
ставе вмещающих пород, форме и мощности отдельных слоев, пространственном
распределении отдельных сортов полезного ископаемого, а такж е компонентов;
гидрогеологические и другие сведения.
Эти данные позволяют составить гипсометрические планы лежачего или
висячего бока, планы мощностей залежи, планы изоглубин и т. д.
При построении гипсометрического плана сначала строится координатная
сетка, а по координатам наносятся точки пересечения разведочных выработок,
с почвой залежи полезного ископаемого. У точек пересечения проставляют зн а­
чения высотных отметок почвы.
В практике часто составляют планы изолиний произведений мощности з а ­
лежи на содержание металла. В этом случае у проекций разведочных выработок
проставляют произведения величин.
§ 61. Учет добычи, потерь и движения запасов
полезного ископаемого
Маркшейдерские замеры для учета движения запасов ведут в подготовитель­
ных, нарезных и очистных выработках. Рулеткой замеряют расстояние от бли­
жайших маркшейдерских точек до забоя, поперечное сечение выработок и кре­
пление. В очистных выработках при определении количества отбитой руды и
объема образовавшихся пустот часто возникает необходимость в инструменталь­
ной съемке.
Количество (т) чистого полезного ископаемого, добытого за отчетный период,
Q = V y — n 0,
(И 1.64)
где V — объем выемки полезного ископаемого, м8; у — плотность полезного
ископаемого в массиве, т/м3; Л 0 — потери оббитого полезного ископаемого, т.
Количество (т) товарного полезного ископаемого, добытого за отчетный пе­
риод
Q ? = Vy — П 0 + Q \
(III.65)
где Q' — количество породы, попавшей в полезное ископаемое при добыче, т.
Количество потерь отбитого полезного ископаемого и количество породы,
попавшей в добычу, определяются по маркшейдерским замерам в горных вы­
работках.
Величина QT может быть определена также по формуле
Q t=
< У у - П 0) г Кв /
(П 1 .6 6 )
где г — коэффициент, учитывающий засорение полезного ископаемого боковыми
породами; К в — коэффициент влажности полезного ископаемого.
'-Вт-
<ш -67>
где a, c t b — соответственно содержание металла в добытой руде, в массиве и
боковых породах.
Величины г и К в определяются по данным опробования на руднике. О пера­
тивный учет добычи полезного ископаемого производится силами технадзора уча­
стка или шахты по количеству и массе вагонеток или по данным взвешивания
полезного ископаемого, поступившего из горных выработок за смену, сутки,
месяц.
Правильность оперативного учета контролируется замерами остатков полез­
ного ископаемого на складах. Масса добытого за отчетный период полезного
ископаемого (т)
Qr = Ql + XQi >
(И 1 . 6 8 )
где Q: — масса полезного ископаемого, отправленного потребителям, т; EQ/ —остатки полезного ископаемого на складах в бункерах и т. д., т.
134
Замеры полезного ископаемого на складах производят ежемесячно по состо­
янию па конец последней смены отчетного месяца.
^
Потерями полезного ископаемого называется часть его балансовых запасов,
оставляемая (теряемая) в кедрах при разработке месторождений, а такж е до­
бытая ненаправленная в породные отвалы, оставленная в местах складирования
и на транспортных путях. По причинам возникновения фактические потери при
подземной разработке месторождений- подразделяются на классы и группы.
Общешахтныр. потери, (общерудничные, общепринсковые) заключены d пред­
охранительных и барьерных целиках различного назначения, в целиках на гра­
нице шахтных полей и около крупных тектонических нарушений, а также в це­
ликах под другими объектами, подлежащими охране согласно действующим пра­
вилам и техническим проектам разработки отдельных месторождений.
Эксплуатационные потери образуются непосредственно в процессе добычиг
зависят от применяемых систем разработки, технологии горных работ и делятся
на группы: первая группа — потери полезного ископаемого в массиве (в надштрековых, подштрековых целиках, на контактах рудного тела с вмещающими
породами, в местах выклинивания, в затопленных, заваленных целиках и т. д.);
вторая группа — потери отбитого полезного ископаемого (в результате оставле­
ния его 1 выработанном пространстве на поверхности лежачего бока, из-за про­
никновения рудной мелочи в закладку и т. д.).
Потери могут быть нормируемые и ненормируемые. Разубожиеание полез­
ного ископаемого подразделяется на две группы: первичное , происходящее в про­
цессе отбойки полезного ископаемого, и вторичное , происходящее при выпуске
и доставке полезного ископаемого из блока, погрузке, складировании и др.
Непосредственный учет потерь (т) полезного ископаемого по данным м арк­
шейдерских съемок ведется по формулам
П= Б-Д;
(111.69)
П — Б — Qt ~\г Q'f
(111.70)
где Б — погашенные балансовые запасы на данном участке, т; Д — количество
добытого полезного ископаемого, т; Qx — количество добытой горной массы, т;
Q'— количество породы, попавшей при добыче в полезное ископаемое, т.
( I I I . 71)
где а, Ьу с — соответствующие содержания металла, см. (II 1.67).
Потери в процентах от погашенных запасов при непосредственном учете
выражаются формулой
( I I I . 72)
при косвенном учете
( I I I . 73)
Разубоживание (%) прг непосредственном учете
( I I 1.74)
р = -О -1 0 0 ,
VT
при косвенном учете
Р =
с— Ь
100
= Г1 L
(- ?----- 1 0 0 .
( с — Ь) J
( I I I . 75)
135
Ёсли разубоживающие породы не содержат полезного компонента, то b =
Тогда
-— —
с
100
= [ I — ■а
L
100.
0
.
( I I I . 76)
Учет потерь и разубоживания полезного ископаемого ведется по специальным
формам, предусмотренным соответствующими инструкциями.
§ 62. Контроль за сдвижением горных пород
и охрана сооружений
Породы, окружающие горные выработки (пустоты), под действием силы т я ­
жести и горного давления стремятся заполнить образовавшиеся пустоты и при­
ходят в движение, что обусловливает развитие процесса сдвижения. Сдвижение
горных пород может достигать поверхности земли. Процесс сдвижения слагается
из оседаний (перемещение пород по вертикали) и горизонтальных перемещений
(деформаций). Часть толщи горных пород, затронутая процессом сдвижения, но­
сит название зоны сдвижения. Зона сдвижения на поверхности земли проявляется
в виде образования пологой впадины, называемой мульдой сдвижения
(рис. 111.30). Границы зоны опасных сдвижений и зоны трещин на земной по­
верхности определяются относительно границ зыработанного пространства соот­
ветственно углами сдвижений р, рх, у, б и углами разрыва Р", р], у" и б"
в коренных породах и углами q / ср и — в наносах и выветрелых породах.
Углами сдвижения и разрыва определяют соответственно границы зоны
опасных сдвижений и зоны трещин: Р и р" — со стороны висячего бока; Pi
и pi — в .пежячем боку залежи от нижней границы выработанного пространства;
у и у" — в висячем боку залежи от верхней границы выработанного простран­
ства; б и 6 " — по простиранию залежи от нижней границы выработанного про­
странства.
По отношению к предохранительному целику угол р определяет его верх­
нюю границу, угол у — нижнюю границу, угол б — границу по простиранию
залежи и угол рх — верхнюю границу со стороны лежачего бока залежи.
Углы сдвижения зависят главным образом от физико-механических свойств
горных пород, углов падения рудных тел и вмещающих пород, их мощности, глу­
бины залегания, системы разработки. Об их величине ориентировочно можно
судить по данным табл. III. 18.
Безопасная глубина разработки, при которой деформация земной поверх­
ности не вызывает вредных последствий для подрабатываемых объектов, опре­
деляется формулой
Н о = тКоу
(111.77)
где Ко — коэффициент безопасности, определяемый из наблюдений.
В правилах охраны все сооружения делятся на три категории охраны. К пер­
вой категории относятся самые важные и опасные для подработки сооружения.
а
б
4
Р и с. I I I . 30. Зо н ы сдви ж ен и я на поверхности земли:
а, в — р азр езы в к р ест п р о сти р ан и я м есторож ден и я; 5 да сдви ж ен и я; 2 — наносы
136
б
4
р а зр е з по п ростиранию ; / — м уль-
Т аблица
111.18
Углы сдвижения и разрыва при полной подработке
К оэф ф ициент к р е ­
пости п ор о д f
/>
У глы с д в и ж е н и я и р а зр ы в ,
гр ад у с
0
V
Pi
С Л О и с т о е с т р о е и и е п о р о д (осадочные)
—
0—30
5 5 -4 5
55
—
31—45
45—40
55
—
46—60
5
40
—
б :-8 0
40—45
50
81—90
4 5 -5 0
—
50
—
0—30
6 0 -5 0
б
—
31—45
50—45
5
б
—
46—60
45—40
ап
—
61—80
40
а п**
81—90
40—50
60***
—
Н е с л о и с т о е с т р о е н и С II О р О д
5 < / < 10
Слабой и средней
трещиноватости
*
ю
Iс
£
/<
У гол п адения
пород ап или
рудного тела
т , гр а д у с
0 -3 0
31—50
51—80
81—90
65
60
65
65
65
65
_
—
—
а Р. т
65
6
55
55
55
55
55
5 5 + 1 ,5 /
То же
»
»
»
70
70
70
70
* Н е бо л ее 50я.
** Н е более 65°.
*** П ри ип > 80°; (3, — Р, или
б
^R. бКоэффициент безопасности /Со для первой категории составляет 150, для вто­
рой — 100, для третьей — 50.
Изучение процесса сдвижения горных пород и земной поверхности ведется при
помощи натурных инструментальных наблюдений, на моделях и теоретически.
Д ля проведения натур­
ных инструментальных на­
блюдений
на поверхности
земли в подземных горных
выработках и подрабатыва­
емых объектах (у железных
дорог, трубопроводов и т. д.)
закладываются специальные
наблюдательные станции.
Наблюдательная
стан­
ция представляет собой си­
стему реперов, заложенных
до начала подработки, в пло­
скостях главных
сечений
мульды сдвижения в объек­
тах, у объектов и в шахте.
Одна из таких станций (рис.
111.31), состоит из линий ре­
перов, заложенных на по­
верхности земли ио падению
рудного тела (I —/ и I I — II]
и по простиранию ( I I I —I I I ) .
На каждой профильной ли­
нии размещают
рабочую
часть, находящуюся в пре­
делах мульды, и опорную,
Рис. II 1.31. Н аблю дательн ая стан ц и я за сдвиж ением
горны х пород:
1 — м у льд а сдви ж ен и я ;
2 — вы раб отанн ое
про­
стран ство
находящуюся в зоЪе, не охваченной сдви­
жениями. Опорные реперы /?ь R* и т. д.
(рис. 111.32) закладываются 1 за пределами ожи­
даемой {мульды сдвижения на расстоянии 50 м
от се границ. Расстояние I между рабочими ре­
перами ( 1 ,2 ,3 ...) определяется в зависимости
от глубины разработки И. Так, при И — 50 м
/ = 5 м, при Н — 1 0 0 м I — 1 0 м, при И =
= 200 м / = 15,0 м и т. д.
Смещение реперов в рабочей части про­
филя определяется относительно опорных ре­
перов. Сдвижение реперов в горизонтальной
плоскости определяют путем измерения расстояР и с.
I п .3 2 .
К он струкц ия
н и й м е ж д У РепеР™ и , рулеткой, отклонение реопорного репера
перов от створа профильной линии измеряется
теодолитом. Вертикальное оседание реперов
определяется геометрическим нивелированием.
Чем быстрее протекает процесс сдвижения, тем чаще следует проводить наблюде­
ния. Углы сдвижения р, у и 6 определяются графически на разрезах вкрест
простирания и по простиранию залежи.
Маркшейдерские наблюдения за сдвижением горных пород в шахте про­
водятся с целыо определения напряженного состояния и давления горных пород,
окружающих выработки.
Реперы наблюдательных станций обычно закладываются парами (в кровле
и почве) так, чтобы их центры находились на одной отвесной линии.
В подготовительных выработках дополнительно закладываются реперы
в боковых стенках. Относительные смещения реперов в вертикальной плоскости
определяются с помощью телескопических стсек.
Метод моделирования дает представление о характере сдвижений и дефор­
маций ?олщи пород и земной поверхности.
Теоретические методы в основном базируются на допущении, что толща
пород между горными выработками и поверхностью земли представляет собой
сплошную среду, в которой под действием горных разработок возникают упругие
пластические деформации.
Меры охраны сооружений и объектов на земной поверхности выбираются
в зависимости от их категорий, конструктивных особенностей, протяженности,
высоты, характера эксплуатации и т. д. Границы предохранительного целика
определяются плоскостями, проведенными под углами сдвижения от границ
охраняемойТплощади (рис. I I I .33).
Д ля отдельных зданий и объектов небольших размеров охраняемая пло­
щадка строится в виде прямоугольника, стороны которого касаются внешних
углов здания и параллельны (перпендикулярны) линиям падения и простирания
залежи.
Стороны охраняемого контура железных дорог, трубопроводов, каналов,
рек строятся параллельно оси объектов.
Охраняемый контур с целыо запаса увеличивается на размер предохрани­
тельной бермы. Берма откладывается одинаковой по простиранию, падению и
восстанию залежи Величина бермы зависит от категории объектов;
2 0 м — для объектов Гкатегории (стволы, копры, здания подъемных машин;
слепые шахты и камеры подъемных машин; районные электроподстанции и элек­
тростанции; центральные компрессорные станции производительностью более
100 м3/мин, железные дороги МПС; общественные и жилые здания в 4 этажа
и более; основные здания заводских цехов и дымовые трубы; русла больших
рек);
1 0 м — для объектов II категории (вспомогательные стволы шахт с копрамн
и подъемными машинами, капитальные рудоспуски; вентиляторы главного про­
ветривания; основные капитальные горные зыработки: квершлаги, штольни,
откаточные штреки, рудничные электровозные депо и механические мастерские;
железные дороги и станции МПС местного значения; административно-бытовые
комбинаты, жилые и общественные дома в 2 —3 этажа; магистральные водо-,
138
*
Ри с. p i l l . 3 3 .
П р и м ер Т п о строен и я
п редохран и тель­
ного ц ели ка для ствол а и
подъем ного ком плекса, р а с ­
полож енны х в леж ачем боку
крутопадаю щ ей залеж и :
/ — наносы ; 2 — о т р а б о т а н ­
н ая часть зал еж и ; 3 — н ео т­
р а б о т ан н ая часть зал еж и ;
4 — о х р ан я е м ая
площ адь;
с
5 — ство л ;
6 — коп ер
п у н к т о м Ап о гр у зк и ; 7 — з д а ­
ние подъемной м аш ины ; 8 —
гр ани ц а п р е д о х р ан и те л ь н о го
ц ел и ка
газо-, нефтепроводы высокого и среднего давлеиия;[компрессорные станции произ­
водительностью до 1 0 0 м3 /мин; шахтные и заводские котельные; высоковольтные
ЛЭП и открытые понизительные подстанции на 110 кВ и выше; естественные
и искусственные водоемы);
5 м — для объектов III категории (борта действующи х^карьеров и выездные
внутрикарьерные дороги; подъездные'рудничные железнодорожные пути; опоры
высоковольтных ЛЭП местного значения и открытые части понизительных под­
станций на 6 и 35 кВ; водопроводы местного,; значения; шоссейные дороги;
одноэтажные жилые и общественные деревянные дома; линии телеграфной и
телефонной связи; парки; канализационные коллекторы).
При построении предохранительных целиков для капитальных горных вы­
работок охраняемая площадка располагается выше кровли выработки (рис. 111.34)
на величину h = ?.а при / > 5 и h = За при / < 5, где а — ширина охраняемой
выработки.
Построение предохранительного целика производится одним из способов:
вертикальных разрезов, перпендикуляров и проекций с числовыми отметками.
139
Рис. I U . 34. Пример п остроения предохрани тельного целика для слепого ствол а и кам еры
подъемной м аш и н ы , п ройденны х в леж ачем боку рудной залеж и (разрез вкрест п рости ра­
н ия):
1 — р удн ая за л е ж ь ; 2 — ствол слепой ш ахты ; 3 — кам ера; 4 — руддвор; 5 — грани ц ы
о хр ан н о го ц ел и к а
Способ перпендикуляров рекомендуется применять при построении пред­
охранительных иеликов под вытянутыми диагонально расположенными относи­
тельно простирания залежей объектами, а способ проекций с числовыми отмет­
ками — при сложном залегании рудных залежей.
Д ля определения размеров предохранительной потолочины на разрезах
по простиранию и вкрест простирания от кровли каждой выработки откладывают
вверх отрезки, соответственно равные 2 аъ 2 а ъ 2 ая (где а — ширина выработки),
определяющие размеры потолочины для охраны ствола, камеры и руддвора
(см. рис. II 1.34). На площадку, отстоящую от верхней части ствола на величину
2 а3, проектируют наружные стенки крепления ствола, и от них в обе стороны
откладывают бермы, равные 20 м. От предохранительных берм под соответству­
ющими углами сдвижения проводят охранные плоскости. На разрезе вкрест
простирания этими углами будут р и
= а . п . Плоскость, проведенная под углом
P i ==
определит границу предохранительного целика со стороны вися­
чего бока. Охраняемая площадка для камеры подъемной машины, построенная
по величине
располагается несколько ниже охраняемой площадки для ствола.
На эту ллощадку проектируют внешнюю стенку камеры и, отложив 20-метровую
берму, проводят охранную плоскость под углом р. Таким образом, полу­
чают границу предохранительного целика со стороны лежачего бока. Аналогич
ным образом определяют границы предохранительного целика на разрезе по
простиранию.
Контуры предохранительных целиков, а такж е зон опасных сдвижений
после их утверждения должны быть нанесены на соответствующие графические
документы — планы поверхности, совмещенные погоризонтные планы горных
работ, разрезы вкрест простирания и по простиранию рудных залежей и т. д.
§ 63. Структура маркшейдерской службы
Маркшейдерская служба организуется по отраслевому принципу. Ее глав­
ными задачами являются:
своевременное и высококачественное осуществление маркшейдерских работ
для обеспечения наиболее полного и комплексного использования месторождений
полезных ископаемых, эффективного и безопасного ведения горных работ и
охраны недр;
140
совершенствование организации и методов ведения маркшейдерских работ
на основе широкого внедрения новейших достижений науки и техники передового
опыта;
осуществление ведомственного контроля за правильностью разработки
месторождений полезных ископаемых и пользования недрами в целях, не свя­
занных с добычей полезных ископаемых, за выполнением требований по охране
недр и наиболее полному извлечению из недр основных и других совместно с ними
залегающих полезных ископаемых, за выполнением мероприятий, обеспечива­
ющих при проведении горных работ безопасность для жизни и здоровья работ­
ников и населения, охрану окружающей природной среды, зданий и сооружений
от вредного влияния этих работ, и за соблюдением других требований, определя­
ющих деятельность маркшейдерской службы.
Маркшейдерская служба в отрасли возглавляется маркшейдерским под­
разделением соответствующего министерства, ведомства..
Маркшейдерская служба на предприятиях, в организациях и учреждениях,
осуществляющих проектирование и строительство предприятий но добыче полез­
ных ископаемых, доразведху и разработку месторождений полезных ископа­
емых, является, как правило, самостоятельным структурным подразделением.
На предприятиях, в организациях и учреждениях, осуществляющих проек­
тирование и строительство предприятий по добыче общераспространенных по­
лезных ископаемых, доразведку и разработку месторождений этих полезных
ископаемых, проектирование, строительство и эксплуатацию подземных соору­
жений, не связанных с добычей полезных ископаемых, и пользование недрами
в иных целях, может быть образована объединенная геолого-маркшейдерская
служба.
Д л я выполнения работ по развитию маркшейдерских опорных сетей, фото­
грамметрических съемок, наблюдения за деформацией горных массивов, контроля
за правильностью учета объемов выполненных горных и других работ, связанных
с маркшейдерским обеспечением действующих и строящихся предприятий по
добыче полезных ископаемых, могут создаваться в установленном порядке спе­
циализированные маркшейдерские подразделения (бюро, лаборатории, группы
и т. п.).
Капитальные маркшейдерские и топографо-геодезическис работы, требу­
ющие применения специальных методов и технических средстЕ, выполняются
в установленном законодательством порядке специализированными организа­
циями.
На предприятиях по добыче полезных ископаемых (кроме общераспростра­
ненных полезных ископаемых) маркшейдерская служба возглавляется главным
маркшейдером, который подчиняется непосредственно руководитею или глав­
ному инженеру предприятия..
Главный маркшейдер назначается и освобождается от должности вышестоя­
щим органом.
Численность и квалифицированный состав маркшейдерской службы опре­
деляются структурами управления соответствующих отраслей промышленности.
Маркшейдерская служба выполняет функции в соответствии с типовым
положением о ведомственной маркшейдерской службе, утвержденным постано­
влением Совета Министров СССР от 27 октября 1981 г., № 1040.
ГЛАВА 7
ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ
ХАРА КТЕРИСТИКА
ГОРНЫХ
ПОРОД
§ 64. Структура и текстура горных пород
Д ля всех генетических классов горных пород характерны тектонические
нарушения и трещиноватость. Тектоническая нарушенность проявляется в изме­
нении первичных форм залегания горных пород. Среди тектонических нарушений
выделяют складчатые (пликативные), разрывные (дизъюнктивные) и складчато­
разрывные.
141
Т а бл и ц а
I I I . 19
Важнейш ие структуры и текстуры горных пород
С тр у кту р а или
тек сту р а
Х ар актер и сти ка
П орода
Структура
Кристаллическая:
грубо- и крупнозер­
нистая
среднезернистая
мелкозернистая
афонитовая
Скрытокристалличе­
ская
Стекловатая
Порфировая
Обломочная
Порода целиком состоит из кристалли­
ческих зерен; размер зерен 0,5—5 мм
Размер зерен до 0,5 мм
Размер зерен менее 0,25 мм
Зерна различимы лишь при увеличе­
нии
Кристаллы не видны даже при увели­
чении
Сплошная стекловатая масса
В общую стекловатую или кристалли­
ческую массу вкраплены крупные зер­
на
Породы сцементированы из обломков
Гранит,
габбро
Диабаз
Риолит
Обсидидн,
туф
Гранит-порфир, андезит
Брекчия
Т е к с ту р я
Массивная
Пористая
Слоистая
Частицы породы не ориентированы,
плотно прилегают друг к другу
Частицы породы не плотно прилегают
друг к другу, образуя большое число
микропустот
Частицы пород чередуются, образуя
слои и напластования
Гранит,
пироксенит
Туф, мел
Известняк,
сланец
В первом случае деформации имеют пластический характер и приводят к об­
разованию складок. Во втором случае деформации горных пород сопровождаются
нарушениями их сплошности, т. е. образованием разрыва. В третьем случае
горные породы подвержены как пластическим, так и . разрывным деформациям.
К группе разрывных нарушений относят сбросы, взбросы, сдвиги, сбрососдвйги, ступенчатые сбросы, грабены и горсты. Складчато-разрывные нарушения
представлены чешуйчатыми складками и надвигами.
Структуры и текстуры горных пород характеризуются большим разнообра­
зием (табл. I I I . 19).
§ 65. Элементы залегания рудных тел
К элементам залегания относятся: простирание, глубина залегания, падение
и угол падения пласта, его мощность. Элементы залегания определяют положе­
ние рудного тела (пласта) в пространстве.
Линией простирания залежи называется направление горизонтальной линии
на поверхности пласта (слоя, жилы, плоскости разрыва и т. п.), определяемое
горным компасом относительно меридиана. Характеризуется двумя азимутами
простирания, отличающимися друг от друга на 180°, обычно указывается только
один из них.
Глубиной залегания в данной точке залежи считается вертикальное рассто­
яние от земной поверхности до самой нижией точки висячего бока залежи.
Линией падения называется наибольший наклон пласта (слоя, жилы, поверх­
ности разрыва и др., геологических тел и поверхностей), определяемый относи142
тельно горизонтальной плоскости и стран света. Характеризуется азимутом па­
дения и углом падения, для измерения которых сначала определяют линию
падения.
А зим ут падения — угол между меридианом, на котором находится точка
наблюдения, и линией падения пласта (слоя, толщи, крыла складки, плоскости
толщины, жилы). Определяется при помощи горного компаса. В отличие от ази­
мута простирания он имеет лишь одно определение, поэтому при геологической
съемке записывается только азимут падения, отличающийся от азимута прости­
рания на 90°.
Углом падения или просто падением называется угол, образованный линией
падения месторождения с горизонтальной плоскостью.
Горный компас состоит из алюминиевой или медной пластинки, длинная
сторона которой параллельна направлению С — /О (/V — S), и укрепленного на
пластинке лимба. В центре лимба на металлическую иглу насажена магнитная
стрелка для определения азимутов и отвес для определения угла падения. В от­
личие от обычного компаса для удобства работы лимб разделен на 360° в напра­
влении, обратном движению часовой стрелки; соответственно переставлены
индексы «3» и «В». Поэтому данные измерений азимутов падений и простираний
могут наноситься непосредственно (без пересчета) на карту.
Месторождения по углу падения делятся на горизонтальные (от 0 до 3°),
пологопадающие (от 3 до 30°), наклонные (от 30 до 45—50°) и крутопадающие
(свыше 45—50°).
Мощность рудного, тела изменяется от десятков сантиметроз до километра
и более. Различают рудные тела : маломощные — мощностью до 5 м, в том числе
тонкие — мощностью меньше 0 , 6 —0 , 8 м, при выемке которых обязательно под­
рабатывают вмещающие породы; средней мощности — от 5 до 10— 15 м, в кото­
рых располагают выемочные блоки длинной стороной по простиранию залежи
(разработка по простиранию); мощные — мощностью более 10— 15 м, при кото­
рой выемочные блоки располагают длинной стороной вкрест простирания (р аз­
работка вкрест простирания), в том числе весьма мощные — мощностью более
50—80 м, при которой в крупных залеж ах разделяют этаж на блоки не только
по простиранию, ио и вкрест простирания, а пологую залежь обычно разделяют
на этажи.
§ 66. Классификация горных пород по устойчивости
Очень неустойчивые. Плывуны, сыпучие, рыхлые породы. Н е допускают
обнажения кровли и боков выработки, требуют применения опережающей крепи.
Неустойчивые. Допускают небольшие обнажения кровли, но требуют проч­
ного поддержания ее вслед за выемкой.
Средней устойчивости. Допускают обнажение кровли на сравнительно
большой площади (до 2 0 0 м2), но при длительном обнажении требуют поддер­
жания.
Устойчивые. Допускают обнажение кровли и боков на большой площади
(до 500 м2) и нуждаются в поддержании только в отдельных местах.
Очень устойчивые. Допускают огромное обнажение (до 1000 м2) как сверху,
так и с боков и длительное время (годы и десятки лет) могут стоять, не обрушаясь, без поддержания.
§ 67. Трещиноватость горных пород
Трещиной называют плоский разрыв сплошности среды, величина которого
на порядок_и более превосходит межатомные расстояния в кристаллической
решетке ( 1 0 10 м).
Трещины по величине бьвают трех порядков (табл. 111.20).
Трещины первых двух порядков возникают в основном в процессе диагенеза
осадков или кристаллизации магм, их ориентирование в общем случае хаотично.
Эти трещины определяют сопротивляемость пород процессам бурения и дро­
бления.
143
СС
гг
Я
- Cv
о о
<
i) сг.
Я- Я
о
U
к
=с
к
о,
С- я
и
Ф
W
U3 *
о
с
он
с;
О
Я
С,
с;
ос
О
с $~
Р рн
2
а>
2
С
$Н £
Г
<L>
а. <v
я° £r
в
О 3
х к
^-О .3*Т*. ^£
х
£
5 4о §5
?з
со с ; 5
к =;
го «з <Н
CJ а,С
С с С З
о
О
я
1
О
З-
о
я
Си
с а> са а>
а . ^ си О с
С/ « я £ о
С SC ЁС
1
I
1
г—(
'1* Я
5
в
о
|
2 >>2
*
£
ч-•'■>о——
2
* я л
Я
~
и ^ Ч
ш
ЯЙч
о 2 ч о
g . “Z с.=т*
Qо C
^
г;
о
й
во
й
Я S
0>о.
О
Я
к
I
I
1
о
«
1
О
т
о
т1
•о
1
О
V
о
СГ
V)
Лi
^*"3!
СЛi
iРЛ i «л
1
о
ая
я
я
ф
с; я
tо
о сх
с, н
Е
си
ь
са
1
О
по трещиноватости
3
if
о
>>
я
Я
я
о
к
«
о
* £
« U
X
*
пород
Характеристика
144
к
я
я
<0
X
я н
1
I
И
1
о
I
I
_
<Т)
о Р.
О
о
I
J
О
* 1
CQ
S .I
н ^
яо
аз
a
о
£
и
о
_4
«
я
X
<а
CQ
5
3
3
я
5
3
я
э
н
у
о
я
=
3
з
я
я
<D
си
н
СП
г<
я
к
я
я
Я
й
Я
CQ
3
со
—
1>
с*
Н
а-
Н'
н
Характерной особенностью трещин третьего порядка является то, что они,
пересекаясь, делят породы на отдельности более или менее правильной формы.
Эти трещины оказывают наиболее существенное влияние на процессы разруш е­
ния пород при их выемке и рыхлении, при сдвижениях, оползнях и обвалах.
§ 68. Водные свойства горных пород
Влажность горной породы — это степень насыщенности сс зодой. В л а ж ­
ность (%)
W = Pl~
-
100,
(II 1.78)
*2
где Р Х — масса пробы с естественной влажностью, г (куски диаметром не более
1— 2 см); Р 2 — масса абсолютно сухой пробы, г (температура сушки не выше
-|-110°C).
Влагоемкостъ — способность пород вмещать в себя то или иное количество
воды. Численно она выражается так же, как и влажность.
Набухаемост ь — это способность горной породы увеличиваться в объеме
в результате поглощения воды. Наибольшей способностью к набуханию обла­
дают глинистые сланцы и пластичные, плотные и песчаные глины, которые уве­
личивают объем при набухании на 5— 1 0 % при влажности 20—30 %.
Водопроницаемость — это способность породы пропускать сквозь себя воду,
выражаемая количеством воды, проходящей в единицу времени (м3/сут или см3/с).
Д л я рыхлых и сыпучих пород водопроницаемость
Q = К ф 1р,
(II1 .79)
где Кф — коэффициент фильтрации, м3/сут или см3/с; i — уклон поверхности
воды (безразмерная величина); F — площадь поперечного сечения фильтрующего
слоя, м2 или см2.
Формула (II 1.79) характеризует такж е ламинарное движение веды ио мелким
трещинам (0,001—5,0 см) со скоростью до 0 , 1 см/с и в породах с карстовыми к а­
налами (10—20 см) со скоростью до 0,01 см/с. Движение воды по трещинам
со скоростями, превышающими указанные, может стать турбулентным в соот­
ветствии с уравнением
v
(II 1.80)
=K^V"J,
где v — скорость фильтрации, м/с; J =
их
----- напорный градиент (х, у — коор-
динаты произвольно выбранной точки депрсссиоппой кривой).
Фильтрацией называется движение воды в породах под действием напора.
Коэффициент фильтрации АГф является основной характеристикой водопроница­
емости пород; он равен скорости движения воды при градиенте напора, равном
единице.
Коэффициент фильтрации (м/сут) рассчитывается в соответствии с законом
Дарси по формуле
_Q_864
к
ф
TF г J y
( I I I . 81)
v
'
где Q — обьем профильтровавлсйся воды, см3; Т — время фильтрации, с; F —
площадь поперечного сечения образца, см2; J — - j ----- напорный градиент (Я —
разность напоров, м; L — длина пути фильтрации, м); г = 0,7-J-0,03^°— тем­
пературная поправка; 864 — коэффициент пересчета см/с на м/сут.
Категории пород по водопроницаемости и коэффициенту фильтрации, м/сут:
1. Практически водонепроницаемые, Кф — 0—0,01. Глины, плотные су­
глинки, глинистые сланцы, кристаллические породы, мрамор.
2. Проницаемые в ничтожной степени, Кф — 0,01—0,1. Четвертичные су­
глинки, трещиноватые глинистые сланцы и кристаллические Породы.
145
3. Очень слабопроницаемые, К ф — 0,1— 1,0. Супеси, мелкозернистые гли­
нистые пески, трещиноватые породы.
4. Слабопроницаемые, Кф — 1— 10. Мелкозернистые пески, равномерно
зернистые пески с примесью глины и пыли, трещиноватые коренные породы.
5. Проницаемые в малой степени, /Сф — 10— 100. Среднезернистые слабо­
глинистые и чистые мелкозернистые пески, крупнозернистые и среднезернистые
пески, слабосцементйрованные песчаники, тэещиноватые породы.
6 . Среднепроницяомые, Кф — 100—500. Крупнозернистые пески с различ­
ной величиной зерен и примесью глины, трещиноватые породы.
7. Проницаемые в повышенной степени, Кф — 500— 1000. Однозернистые
и чистые крупнозернистые пески, трещиноватые известняки и мергели.
8 . Легкопроницаемые, Кф — 1000—2000. Хорошо отсортированные чистые
крупнозернистые пески с примесью гравия, трещиноватые известняки.
9. Проницаемые в значительной степени, /Сф — 2000—4000. Мелкий одно­
роднозернистый гравий с небольшой примесью песка, трещиноватые и каверноз­
ные карстовые известняки.
10. Проницаемые в высшей степени. Среднезернйстый и крупнозернистый
гравий, сильнокавернозные известняки с густой сетью незаполненных карстовых
каналов.
Фильтрационные свойства различных пород изменяются в широких пре­
делах.
По отношению к выщелачиванию горные породы условно разделены на че­
тыре группы: с Кф до 0,1; от 0 , 1 до 1 , 0 ; от 1 , 0 до 10,0 и свыше 1 0 м/сут. Прак- ]
тикой выщелачивания установлено, что породы с /Сф от 1 , 0 до 1 0 , 0 м/сут наи- <
более благоприятны для выщелачивания.
ГЛАВА 8
Ф И ЗИ К О -М Е Х А Н И Ч Е С К И Е
СВОЙСТВА
ГОРНЫХ
ПОРОД [70, 71]
Под физическим свойством породы понимают ее специфическое поведение
(ответную реакцию) при воздействии на нее определенных физических полей или
тел. Свойства пород зависят от их минерального состава, степени иарушснности
(связи между частицами), характера распределения минералов в породе, разме­
ров, формы и неоднородности частиц.
Численно каждое физическое свойство породы оценивается одним или не­
сколькими параметрами (показателями, характеристиками), являющимися коли­
чественной мерой свойства.
Физико-технические свойства пород подразделяют по виду вызвавших их
внешних полей. В физике горных пород под понятием «внешнее поле» подразуме­
вают гот вид энергии или вещества, под воздействием которого в данный момент
находится порода.
К настоящему времени известно более ста физико-технических параметров
пород. В справочнике наряду с некоторыми физико-мехяническими параметрами
пород, необходимыми для решения частных задач горного производства, при­
водятся так называемые базовые физико-технические характеристики пород:
плотность, пористость, пределы прочности при сжатии и растяжении, модуль
продольной упругости (модуль Ю нга), коэффициент относительных поперечных
деформаций (коэффициент Пуассона), коэффициент теплопроводности, удельная
теплоемкость, коэффициент линейного теплового расширения, удельное элек­
трическое сопротивление, акустические и некоторые другие свойства горных
пород, которые служ ат общим для изучения всех пород фундаментом. Они исполь­
зуются для систематизации, исследования, сопоставления и классификации
пород, а такж е для выбора, оценки и расчета основных горнотехнических про­
цессов.
Плотность — величина, определяемая отношением массы вещества к зани­
маемому им объему, размерность: кг/м3, т/м3, г/см3, кг/л, г/л и т. д.
Плотность в массиве определяется отношением массы руды в естественном
залегании (без нарушения свойственных руде пустот и пор) к занимаемому обът
ему- Устанавливается она взвешиванием определенного объема руды и делением
полученной массы на тщательно замеренный объем этого же количества руды
в целике.
Д л я определения плотности высекают объем руды и тонко ее измельчают
(устраняя тем самым поры и пустоты) и взвешивают в воздухе и в воде, определяя
массу и объем.
Плотность в массиве существенно меняется при изменении минерального
со става р у д , п о это м у с л е д у е т п ер и о д и ч ески ее п р о в е р я т ь о тн о си тел ь н о д л я к а ж -
дого естественного типа руд. При ее определении высекают монолиг правильной
формы из забоя объемом 0,01—0,05 м3 для вязких глин, от 1 до 10 м3 (иногда
и более 10 м3) для скальных пород и руд при взрывных работах. Тщательно за­
щищают выемку и определяют объем. Руду или породу взвешивают на весах
с точностью до 0,1 кг. Делением массы монолита глины или руды на объем по­
лучают значение плотности в массиве (кг/м3):
V = -у ~ >
(II 1.82)
где Р — масса монолита, кг; V — объем массива, м3.
Определение плотности в массиве пористых, трещиноватых руд требует
предварительного покрытия их поверхности парафином. Образец породы после
взвешивания в воздухе погружают на одну секунду в сосуд с расплавленным
парафином. Повторным взвешиванием в воздухе определяют массу парафино­
вого слоя. Разделив последнюю на плотность парафина, определяют объем пара­
финового слоя, который вычисляют из объема образца, полученного при погру­
жении в воду. Среднее значение плотности руд в массиве определяют как среднее
арифметическое из 15—2 0 частных определений этой величины (табл. 1 1 1 . 2 1
и II 1 .2 2 ).
Пористость — это отношение объема всех пор, имеющихся в рудном образце,
к его объему. Различают открытую и закрытую пористости, которые в сумме
дают общую пористость. В рыхлых рудах закрытой пористости практически нет.
В плотных рудах могут быть закрытые поры, объем которых снижается при
дроблении образца.
Пористость (%)
p = - i,
Кл,.
* 0 т
100,
(II 1.83)
V 11
где Уп — объем пор, м3; V0 — объем минерального скелета, м3.
Отношение объема пор к объему минерального скелета породы называется
коэффициентом пористости:
Я п = 4 г-.
Vо
(II 1.84)
Взаимосвязь между пористостью пород и коэффициентом пористости вы­
ражается формулой
( Ш -85)
Пористость изменяется в широких пределах (%): для песчаников и алевро­
литов — от 1 до 41, известняков — от 0 до 35, доломитов — от 2 до 35, мела —
°т 40 до 55.
Пористость интрузивных пород (см. табл. 1 1 1 . 2 1 ) значительно ниже.
147
Т абл и ца
I I I . 21
Средние значен и я плотности и пористости некоторых интрузивны х горных пород
П ористость, %
П лотн ость, т /м 3
Горны е породы
Гранит биотитовый
Плаги огранит
Гранодиорит
Нефелиновый сиенит
Диорит
Г аббро
Габбро-норит
Пироксенит
м ини­
м ал ь ­
н ая
сред­
няя
пределы
колебан и й
сред­
няя
м ини­
м ал ь ­
н ая
м акси ­
м аль­
н ая
2,65
2,71
2,77
2,72
2,95
3,06
3,0
—
2,57
2,60
2,69
2 ,5 3 -2 ,7 0
2,57—2,70
2,62—2,78
2,45—2,70
2,67—2,92
2,85—3,05
—
2,90—3,40
2,7
3,2
0,4
2,9
5,2
3,4
2,9
5,0
5,1
3,5
2 ,6 6
2,81
2,95
—
3,1$
1,8
1,1
2,5
2,9
1,3
0,7
2 ,6
—
1,8
0,3
1,3
—
Т а бл и ца
2 ,0
—
111.22
Плотность (т/м 3) осадочных горных пород
П ределы изм е­
нений
П орода
Н аи более час'
встречаю щ еес
зн ачен ие
Глинистые
Глина
Аргиллит
Глинистый сланец
1,20—2,40
1,70—2,90
2,30—3,00
—
2,30—2,40
2,40—2,60
Пес ча ио -обл омоч ныс
1,30—2,0
1 ,8 0 -2 ,8 0
2,00—2,90
2 ,3 0 -3 ,0 0
1,60—3,00
Песок
Алевролит
Песчаник
Песчаный сланец
Брекчия
Конгломерат
2,1 0
1,50— 1,70
2,30—2,50
2.50—2,65
2,60—2,70
—
—
Карбонатные, гидрохимические, кремнистые
Мергель
Известняк
Доломит
Гипс
Ангидрит
Соль каменная
Опока
Кремгнь
1,50—2,80
1,80—2,90
1,90—3,00
2,10—2,50
2,40—2,90
2,15—2,30
1,00-1,60
2,32—2,60
2,20—2,40
2 ,6 0 -2 ,7 0
2 ,6 0 -2 ,8 0
2,40—2,50
2,50—2,60
—
—
—
Механические свойства горных пород. Предел прочности — критическое
значение соответствующих напряжений, при которых образец породы разру­
шается (табл. II 1.23). По характеру приложенных элементарных напряжений
различают временные сопротивления сжатию сгСж, растяжению Ор, сдвигу Тсдв
и изгибу а и8г.
Поверхностная плотность внутренних сил называется напряжением и вы­
ражается в П аскалях (Па):
где F — сила (всс), Н ; 5 — площадь, м3.
148
Т а б л и ц а
I I I . 23
Прочность на сж атие а сж и растяж ение
е р некоторых пород и материалов
П орода
Б азал ьт
Гранит
К варцит
Песчаник
Гнейс
И звестняк
Мрамор
Доломит
Бетон
Кирпич
МПа
<Jp , МП
П орода
385,5
14,8
8,5
2 1 2 ,0
313,0
237,5
232,5
78,0
74,0
95,0
31.2
21.5
Т аблица
11,2
-
10,0
7,9
3,9
2,9
4,65
1,62
II 1.24
Углы внутреннего трения
и сцепление горных пород
Аргиллит
Глина жир­
ная
Песок
Скальные
У гол
в н у тр ен ­
него
тр ен и я Ф,
гр ад у с
30
20
32
35—60
С цепление
*сц’
0,4—30
0 ,8 5 -3 ,3
0,9—5,0
150—300
породы
2,1
Если внешние силы воздействуют на породу только в направлении одной
оси, то они вызывают в ней одноосное напряженное состояние; если в направле­
нии двух осей — плоское напряженное состояние. Действие сил по трем осям
приводит к объемному напряженному состоянию породы. Н апряжения, напра­
вленные перпендикулярно к рассматриваемой площадке S, — нормальные (о);
напряжения, действующие касательно к площадке S, — касательные (т).
Прочность качественно оценивается как сопротивление разрушению при
непрерывном течении или трещинообразовании.
Из всего многообразия теорий прочности материалов в механике горных
пород наибольшее распространеняе получила теория О. Мора. Согласно этой
теории разрушение горной породы происходит под влиянием касательных напря­
жений, являющихся функцией нормальных напряжений на площадке сдвига,
или же под влиянием растягивающих напряжений, достигающих определенного
предела. Исходя из этого, для оценки всей совокупности механических харак­
теристик той или иной горной породы можно строить графики огибающей пре­
дельных кругов напряжений Мора, которые называют паспортом прочности
(рис. I I I .35). Отрезок 0/1 равен пределу прочности образца при одноосном рас­
тяжении, a ON — пределу прочности при одноосном сжатии. Кривая A B D
является огибающей предельных кругов Мора, которая может быть описана урав­
нением параболы (циклоиды илр: гиперболы в зависимости от характера породы),
переходящей в прямую. Н а участке BD огибающую без погрешности считают
прямой, описываемой уравнением
^ = К Сц + <хп tg ф = Я сц + <ЗД>
( I I I . 87)
где Кс ц — отрезок ординаты, о т г р ч р н н ы й касательной к огибающей кривой (или
прямой), — соответствует силе сцепления горной породы, Па; tg <р — коэффи­
циент внутреннего треиия породы; ср — угол внутреннего трения, градус.
По паспорту прочности определяют сцепление породы К Сц и угол внутрен­
него трения ф (табл. II 1.24), который равен углу, образованному касательной
к огибающей кривой с осью о. Уравнение (111.87) называют уравнением проч­
ности твердой и связной горной цороды.
Показатель К сц — предел прочности породы при срезе в условиях отсут­
ствия нормальных напряжений, называемый сцеплением породы. В горных пороразличают сцепление, обусловленное силами связей между частицами породы,
и сцепление, обусловленное капиллярным натяжением воды, находящейся в поР°Де. Первый вид сцепления характерен для скальных пород, второй — для
в а ж н ы х рыхлых и глинистых (связных) пород.
Угол внутреннего трения <р в массиве в условиях одноосного сжатия не преььдиаст 40—50°, в условиях объемного напряженного состояния — 30—40°.
глинистых прослойков (р принимается равным 18—20°.
149
Xi
£
7
тттп
Рис. I I I . 3 5 .'П а с п о р т прочности горн ы х пород:
а — круги М ора; б — схем а д ей стви я сил; т — касательн ы е, а — н орм альн ы е н а п р я ж е ­
н и я; <sx — м ак си м альн ы е и су3 — м и ни м альн ы е главны е н ап р я ж ен и я ; о х — сж им аю щ ие
у си л и я; тп — площ адь сдвига, по которой происходит р азру ш ен и е образц а под действием
ох ; оп — н о рм альн ы е н ап р яж ен и я 0 — у г о л н аклон а площ ади тп к оси абсцисс. На п ас­
порте прочности горн ой породы у го л 6 =
, закл ю чен м еж ду осью абсцисс и л и -
нией D E
Пределы прочности горных пород (Па): при сжатии (Тс>к — (0-5-6)* 108, при
растяжении <тр — (Он-2 ) - 107, при сдвиге т Сдв = (0-5-4)-107, предел длительной
прочности Ооо = (0,9 -г- 0,5) сгСж.
Наибольшие значения предела прочности при сжатии имеют плотные мелко­
зернистые кварциты и нефриты — (5 -г 6 )- ;08 Па. Значительной прочностью
(более 3,5* 108 Па) обладают плотные мелкозернистые граниты, несколько
меньше — габбро, диабазы и крупнозернистые граниты.
Пределы прочности при растяжении для большинства пород не превышают
2* Ю7 Па и составляют примерно (0,1—0,02) асж.
Упругость — это способность материала к накоплению энергии в потен­
циально обратимой форме. Упруго-линейные деформации следуют почти мгно­
венно за приложением нагрузки.
Упругость горных пород характеризуется рядом параметров, среди которых
можно выделить: модуль упругости Е (модуль Юнга, Па), коэффициент Пуас­
сона v (безразмерная величина), модуль сдвига G (Па).
М одуль упругост и представляет собой отношение продольного напряжения о
к относительной продольной деформации 8 :
8
( 1 1 1 .8 8 )
Модуль упругости (Юнга) горных пород изменяется в пределах 10®—3 X
X 10й Па.
4
М одуль сдвига — коэффициент пропорциональности между касательным на­
пряжением и соответствующей деформацией сдвига.
Коэффициент Пуассона (табл. 111.25) — абсолютная величина отношения
поперечного укорочения е' к продольному удлинению s при простом растяжении
прямого стержня в пределах применимости закона Гука:
( I I 1.89)
£ и v вычисляют по данным лабораторных испытаний пород.
150
Таблица
111.25
Значение коэффициента Пуассона для некоторы х горных пород
Породы
0,08
С' , 1 1
0,14—0,16
Кремень
Антрацит
Глинистый сланец
Обсидиан
0,18
Песчаники
Гранит
Мрамор
Известняк (белый)
0,10—0,25
0,20—0,25
0,25—0,28
0.40
Модуль сдвига ввиду сложности определения лабораторным путем может
быть определен но формуле
2(1
( I I 1.90)
+v) •
В случае равномерного трехосного сжатия породы пропорциональная связь
между давлением и относительным изменением объема выражается через модуль
объемного (всестороннего) сжатия К . Д л я рыхлых пород пользуются понятием
модуля одностороннего сж атия М — коэффициентом пропорциональности между
нормальным напряжением и соответствующей ему деформацией при расположе­
нии пробы в цилиндре с жесткими стенками.
Модули С, G, К и М имеют размерность напряжения (Па).
Д л я изотропного, абсолютно упругого тела
Так как 0 < v < 0,5, модуль сдвига G всегда меньше модуля Юнга, М —
больше, а К — может принимать различные значения.
Пластичность — способность горных пород приобретать под влиянием
силового воздействия остаточные деформации. Наиболее пластичными являются
глины.
Вязкость вещества — свойство вещества в жидком или газообразном состо­
янии сопротивляться деформации сдвига. Вещество твердых оболочек земли ве­
дет себя по отношению к действующим силам подобно вязкой жидкости, способной
к релаксации напряжений.
Сила внутреннего трения между смежными параллельно двигающимися
слоями вязкой жидкости зависит от коэффициента динамической вязкости т]
и градиента скорости
т — г)
•
dV
ЛТангенциальное напряжение вычисляется по формуле
(И 1.93)
Динамическая вязкость измеряется в Паскаль-секундах (Па-с) и для некоторых материалов ориентировочно составляет: лава ^ 1 0 4, л е д — 1 0 2, каменная
соль ^ 1 0 17, вещество верхней мантии « 1 0 21.
Пластичности обычно противопоставляется понятие хрупкость.
Хрупкость — это способность материала разрушаться без существенных
остаточных деформаций.
151
Таблица
111.26
Значение коэф ф ициента хрупкости для некоторых пород
П ороды
Известняк
Мрамор
Апатит
Роговик
К оэф ф ициент
х р у п к о сти
0,061
0,067
0 ,1 2 0
0,190
П ороды
Железистый кварцит
(КМ А)
Скарн
Джеспилит
Коэф ф ициент
хруп ко сти
0,330
0,340
0,500
Коэффициент хрупкости (табл. 111.26) — отношение работы, затраченной на
деформирование образца породы до предела упругости (ЛуПр, Дж) к общей ра­
боте деформации до момента разрушения. (Л0 бщ > Дж):
К ^ р = - ^ -пр .
( I I I . 94) i
Л общ
Ползучесть горной породы — медленное нарастание во времени пластических
деформаций породы при силовых воздействиях, меньших, чем те, которые могут
вызвать остаточную деформацию, при испытаниях обычной длительности.
Релаксация — изменение во времени усилий или напряжений дефор миро-,
ванного материала, общая деформация которого зафиксирована связями. Явле­
ние, обратное ползучести, — постепенное снижение напряжений в породе при
постоянной ее деформации — носит название релаксации напряжений. Время,
в течение которого напряжения в теле убывают в 2,71828 раза, называется пе­
риодом релаксации.
Упругость, пластичность, хрупкость, ползучесть и релаксация имеют отно­
сительный характер и в значительной мере связаны с условиями нагружения.
Модули упругости (£, G, К , М ) характеризуют способность породы сопро­
тивляться внешним нагрузкам. Параметры упругости определяют либо стати­
ческим, либо динамическим способом (табл. I I I .27). Статические свойства харак­
теризуют породу при довольно длительных процессах воздействия на нее на­
грузки, динамические — при мгновенных воздействиях (взрывание и т. д.).
Твердость — свойство материала оказывать сопротивление при местных
контактных воздействиях пластической деформации или хрупкому разрушению
в поверхностном слое.
Твердость минералов определяется ио шкале Мооса (табл. II 1.28).
Породы состоят из многих минералов, их твердость является агрегатной,
поэтому ш кала Мооса для них неприменима.
Д ля горных пород различают статическую или динамическую твердость '>
( / / Ст ¥ = Яд) d зависимости о т того, вдавливается ли инструмент в породу прй
постепенно увеличивающейся нагрузке или при ударе.
Контактная прочность горных пород
нагрузка, при которой происходит
хрупкое разрушение породы под штампом. При контакте 1 мм2 она изменяется, i
в пределах 200—7000 МПа.
Абразивность горной породы — способность породы изнашивать контактИ-Д
рующие с ней поверхности горных машин или горного оборудования в процессе ,
их работы.
■
По методу Л. И. Барона абразивность пород оценивается средней потерей
массы (в миллиграммах) тупого цилиндрического стержня из углеродистой сталисеребрянки путем истирания его о породу при частоте вращения 400 мин 1 поД
осевой нагрузкой 150 Н в течение 10 мин (табл. 111.29).
Акустические свойства. В твердых телах (горные породы, минералы) могут *
распространяться продольные волны V v (табл. II 1.30), обусловленные деформз- J
циями сжатия-растяжения; поперечные волны Vs , вызываемые деформациями
сдвига, и поверхностные волны Релея V i .Д ля идеально упругих сред, к которым
152
Си« те
2
~
й« -
СО -Ф О —< СО С
Л
О
со О
I I ” - ! со аГ
I-- (- LO 0 ' <N
gbfT
О
ю’ Tf о —* ю о
^
о
»о ^
ю ю со а>*
« о |
к. «к
н*
г; и .
V
о
СО 00
~ СО
<N -Ф
СЧ СО
СО СЛ
of СО*
f=«
т2е*
£ те
5С
ЕС
°S*
►
qT
Чо
5“
j:
2Н ^ф
о едЬ
о £
I е
S
Я *о ?***
V
3 rt
с»
£ 4)
S*5
5 о3
•tr
•©•те
£ >>
N
ю
CN
со <£>
° i I I СЧ О)
1
о
1 о' о
пород
00
I со со СЛ —л —- 05
- О N СО СО О
г- со о
of о <n
О ! СО СО Oi
г^. см
о о о СО т—^
i
^
1 1 о о o ’ о о o ’о”
О LO СО
04 СО СО
I
1
С75 N
N
некоторых
упругости
- а>
ЕS ь
О
О
С О 0 С О Ю ^ Ю С О О -‘ (М С О О ^О Ю
[ О О ^ t>- О CD iq О СО —< —^ О СЛ *-«
”1
СОЮ’— СОЮСО^СОСОООСЛ^С^^СОСЛ
—
t'-" Г>Г tsT о
V Ю СО Ю О со N С-' 04 00 СО
'30 С > СО
СЛ
СО
СО
—
о
СЧ
СО
ЬО
О
ел
tC —Г (С Ю LO
ю
О !
ю
.
CN СО СО
О
CN
со
Ю
00
00 o i т* Г"
параметры
о
те
о
h- — СО
<N ^ —
СО ■ 'f -О 1—1
О
О
Статические и. динамические
о" о
CN —_ —^ СОл <N <N —
I I <N
о
сS z S О
О О О О
о
НОЙ-
<N со" —~ —
00
I
ю
СП СО^ оо о
со со" CS
сч
<0 о
о
кь
к к:
to
Ю 00
<N С С со СС СО Ф О) со -
О
О ЮC
NС
О
^ 'Ч ^
_Г —Г со —’‘
cn
_
оо
а>
сг>
N
Г''- со СО *Ф
S
с
J3
:Я
са
он
3
в
о
CL,
о
а<
S
я
s
2g
Я* °
гг
п
•9*
л
Си са
о о.
н
л
ч
са
со
«
оz
си 5
Х
О\о л
«а
сО
г-1
Н Я
я
со
“
s
о
Ч .
о
Си
ф
к
о
а>
Й
со
£ н О f-4
*
й1? се
S I
ри аУ
°CQ S*
<?
СО <1>
о *5;
о
оо
С5 О. S
S
-я
са
=г
оО
cL Я ю
[_ с ^
ч
я я са
й
а
л
са са - с 4
о я
U U U H
153
Ш кала относительной твердости Мооса
М инерал
О тн оси тельн ая
тверд ость
Тальк
Гипс
Кальцит
Флюорит
Апатит
1
.
О тн оси тельн ая
твердость
М инерал
Ортоклаз
Кварц
Топаз
Корунд
Ал у аз
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Таблица
II 1.29
Абразивность горных порол
Х ар ак т ер и сти к а
пород по аб р а зи в ­
ности
П оказа­
тел ь
абра­
зи в ­
ности
Весьма малоаб­
разивные
Менее
5
II
Малоабразивные
5— 10
III
Нижесредней аб­
разивности
1 0 -1 8
IV
Среднеабразивпые
18—30
V
Вышесредней аб­
разивности
30—45
VI
Повышенной аб­
разивности
45—G5
VII
Высокоабразив­
ные
В высшей степе­
ни абразивные
65—90
К ласс
аб р ази в­
ности
V III
154
Более
90
П ороды
Известняки, мраморы, мягкие сульфид
дь: без кварца (галенит, сфалерит, пир­
ротин), апатиг, каменная соль, гли­
нистые сланцы
Сульфидные и барито-сульфидные ру­
ды, аргиллиты, мягкие сланцы (угли­
стые, глинистые, хлоритовые хлорито­
аспидные)
Джеспилиты, роговики (рудные и не­
рудные) кварц-сульфидные руды,маг­
матические тонкозернистые породы,
кварцевые и аркозовые тонкозернистые
песчаники, железные руды, окремненные известняки
Кварцевые и аркозовые мелкозерни­
стые песчаники, диабазы, крупнозер^нистый пирит, арсенопирит, жильный
кварц, кварц-сульфидные руды, маг­
матические мелкозернистые породы,
окварцованные известняки, джаспероиды
Кварцевые и аркозовые средне- и круп­
нозернистые песчаники, плагиограниты, ийолит-уртиты, мелкозернистые
граниты и диориты, порфириты, лампрофиры, габбро, гнейсы, скарны (руд­
ные и нерудные), березиты, лиственй^
ты, грейзены
Граниты, диориты, гранодиориты,
порфириты, нефелиновые сиениты, ке­
ратофиры, пироксениты, монцониты»
амфиболиты, кварцевые и окварцован­
ные сланцы, гнейсы
Порфириты, диориты, граниты, гранитовидиые нефелиновые сиениты
Корундсодержащие породы
Т аблица
111.30
Значение v P для некоторых горных пород
П орода
v p ,
П орода
1 .0 — 2 , 8
2 ,5 -4 ,8
1,5—2,5
2 ,5 -7 ,0
5,0—7,0
3,0—5,0
4,5—7,5
4,0—5,5
5,5
Глины
Глинистые сланцы
П есчаники рыхлые
Песчаники
Доломиты
И звестняки глинистые
Р1звестняки крепкие
К аменная соль
Гипс
Граниты
Диориты
Габбро, нориты
Гипербазиты
Биотитовые гнейсы
Гранулиты
Амфиболитовые гнейсы
Амфиболиты
Эклогиты
км /с
5,4—в,Я
5,9—6,2
6 ,4 - 7 ,7
7 ,5 - 8 ,7
5 ,5 - 6 ,5
5,6—6,1
5,1—6,5
6 ,5 - 7 ,2
6 , 6 —8,5
Таблица
II 1.31
Акустические параметры горных пород
П лотность
в массиве,
кг/м 8
С корость р асп р о ­
с тр ан е н и я п р о ­
д ольн ой волны ,
м /с
2600
2860
1500—2200
2900
2780
2800
2300-3000
3000
2880
1400-2000
2100—2900
2800
2300
2710
2800-3200
2510-2720
1610
5400
1800—2400
6250 (3380)
4350 (2260)
4580
3200—5500
5600
4950
300— 1300
2000—3600 (2 1 0 0 )
7000
3640
4950
6100
2250
П орода
Алевролит
Базальт
Глина
Габбро
Гранит среднезернистый
Диорит
Известняк
Кварцит железистый
Мрамор
Песок
Песчаник
Перидотит
Роговик
Сиенит
Скарп
Сланец
У дельное волновое
соп роти влен и е,
кг/(м *.с)
42,0
154,0
27,0—52,7
181,0
126,0
128,0
73,0— 165,0
168,0
142,5
4,2—26,0
42,0— 100,8
196,0
102,0
134,0
171,0— 195,0
56,5—61,5
относится большинстьо минералов и горных пород, установлена связьУ с плот­
ностью у (табл. I I I .31) и другими упругими параметрами — модулем Юнга Е
и коэффициентом Пуассона v:
> ' p ° / f
v >
Vl
~
V
T
(l+ ')7l-2«);
2
0,87 +
1 -f- v
0
T
^
-
;
л /— У
у
<ш -95»
<Ш
%
>
(111.97)
< " L98>
155
А кустические параметры горны х пород изменяю тся в ш ироких пределах
Скорость упругой волны, м/с:
„ продольной V p . . .
поперечной
. . .
поверхностной V l, . .
800—8700
500—4700
400—3800
Коэффициент поглоще­
иия 0 , 1/м ..................... 0,15— 10
Коэффициент отражения
К%> % ..............................
0—99,8
Коэффициент преломле­
ния п (по отношению к
воздуху) .......................... 0,047— 1,0
К преломлению и отражению упругих волн в первом приближении можно
применить общеизвестные законы геометрической оптики. Основной областью
практического применения акустических свойств пород является получение
инфоомации о состоянии и свойствах пород и массивов.
Тепловые свойства (табл. II 1.32). Коэффициент теплопроводности Я —
количество тепла, проходящее в единицу времени через единицу сечения в на­
правлении, перпендикулярном к сечению, при перепаде температур 1 К на еди­
ницу расстояния; измерение — Вт/(м- К).
Удельная теплоемкость с — количество тепла, необходимое для повышения
температуры 1 кг вещества на 1 К; измерение — Д ж /(к г-К ).
Коэффициент линейного теплового расширения а — относительное удлине­
ние тела при нагреве его на 1 К; измерение — 1/КПределы изменения основных тепловых параметров горных
пород
0 . 2 — 12
Коэффициент теплопроводности X, В т /(м * К )..................................
Удельная теплоемкость с, кДж/(кг*К) ..........................................
0,5— 1,5
Температуропроводность а , м2/ с ...........................................................
10“ 7 —5*10_с
Коэффициент линейного теплового расширения а , 1/К . . . .
2*10“ 6 —10~ 4
Электромагнитные свойства (табл. II 1.33). Удельное электрическое сопро­
тивление р — величина, обратная силе тока, проходящего через 1 м2 площади
образца при напряженности электрического поля в образце, равной 1 В/м,
Ом-м.
Относительная диэлектрическая проницаемость вг — коэффициент, показы
вающий, во сколько раз уменьшается напряженность электрического поля при
нахождении в нем породы, безразмерная.
Относительная магнитная проницаемость j.i — коэффициент, показывающий;
во сколько раз магнитная индукция поля в данном магнетике изменяется по
отношению к нолю в вакууме.
Крепость горных пород. Применительно к горным породам, когда имеют
место сложные процессы механического разрушения, чаще используется понятие
крепости. Крепость породы является обобщающим показателем, характеризу­
ющим сопротивляемость горных пород различным механическим воздействиям
(сжатию, удару, истиранию, бурению и т. д.).
Проф. М. М. Протодьяконов (старший) предложил оценивать крепость гор­
ных пород коэффициентом
f-
Qc>1<
100
(111.99)!
В последнее время рекомендуется коэффициент крепости определять п<$
формуле
/“ -щ -.
где оСж — предел прочности породы на сжатие.
156
(ш л о о )
Т аблица
II 1.32
Тепловые параметры минералов и горных пород
М инералы и породы
А.сбест
Графит
Кальцит:
п араллельно спайности
п ерпендикулярно к спайности
Кварц:
перпендикулярно к основной оси
параллельно основной оси
Перидотит
Сера
К В т/(м - К)
к Д ж /к г . К
а ! О8, 1/К
0 ,2 2
1 16-174
0,79
0,67
0,7
0,79
3,5
4,2
0,83
—
2 ,6
7,0
0,71
1,37
0,75
0,45
7,4—8,0
1 2 ,2
3,2
0 ,2
0,4
2 ,9 - 4 ,3
А нтрацит
Б азальт
Габбро
Гнейс
Гранит
2 ,0
1 ,6 -3 ,4
2 ,2 —4,1
3,4
1 ,0 - 2 ,3
6,3
1,3
1,3—4,2
4 , 3 - 4 ,8
1 , 5 - 2 ,2
Диабаз
Известняк
Кварцит
.Мрамор
Песчаник
Роговик мартитовый
Отанец глинистый
0,54
1,0
0,67
0,54
0,96
0,63—0,88
0.17
0,17
0,54—0,79
0,17
0,67— 1,04
—
0,54
—
—
0 ,6 - 0 ,9
0,54
0 ,5 -0 ,8 9
0,2 1
0,42
0,81
0 ,5 8 -1 ,0 4
0,75
1,1
0,3—1,5
0,5— 1,2
—
■
0,9
Т а б л и ц а I I I .33
Электрические свойства пород (частота поля не более 105 Гц)
Порода
Аргиллит
Базальт
р, Ом-м
10-
102
\0 3— \0 6
ег
6 - 8
12
Глина
10— 106
7— 12
Гнейс
1 0 *— 1 0 7
8— 15
Гранит
Габбро
1 0 2— 1 0 7
1 0 2— 1 0 5
р, Ом.м
ег
Уголь каменный
10 3 _ ю -2
3— 15
10б
7— 11
1 0 — 10е
7,0
Известняк тонко­
зернистый
Кварцит
о
со
1 0 2— 1 0 5
8,3
17,5
Перидотит
1 0 2— 1 0 ?
8 ,6
8 -9
Сланец сери цитовый
104
1 1 — 12
Скарн нерудный
108—10*
4—8
Серпентинит
103— 10 4
Сиенит
1 0 2— 1 0 5
7— 14
103
10— 16
1,9—9
о
с7
о
Мрамор
Диорит
Известняк
Песчаник
Руда мартитовая
Руда пиритовая
Руда магнетитовая
1 0 2— 1 0 ^
8— 15
10— 108
9— 11
1 0 4 —1 0 5
15— 18
10— ю 2
25—28
1 0 — 105
30—35
Роговик пироксе-
103— ю 4
иовый
Порода
Руда хромитовая
11 ,2
1 1 ,0
157
Т а бл и ц а
И 1.34
II
III
Наиболее крепкие, плотные
и вязкие кварциты и ба­
зальты. Исключительные
по крепости другие поро­
ды
Очень
породы
Очень крепкие гранитовые
породы. Кварцевый пор­
фир, очень крепкий гранит,
кремнистый сланец, менее
крепкие, чем указанные
выше, кварциты. Самые
крепкие песчаники и из­
вестняки
крепкие
Крепкие породы
Ша
200
87° 08'
15
150
Гранит (плотпый) и грани­
товые породы. Очень креп­
кие песчаники и известня­
ки. Кварцевые рудные жи­
лы. Крепкий конгломерат.
Очень крепкие железные
руды
10
100
84° 18'
Известняки (крепкие). Н е­
крепкий гранит. Крепкие
песчаники. Крепкий мра­
мор. Дол ом г т. Колчедан
8
80
82° 53' ^
20
IV
Довольно креп­
кие породы
Обыкновенный песчаник,
железные ру!ы
6
60
80° 32'
IVa
То же
Песчанистые сланцы. Слан­
цевые песчаники
5
50
78° 41'
Средние породы
Крепкий глинистый сла­
нец. Некрепкий песчаник
и известняки, мягкий кон­
гломерат
4
40
75 3 58'
Разнообразные сланцы (не­
крепкие). Плотный мергель
3
30
71° 34'
V
Va
158
Угол в н у тр ен ­
него трения ф
В высшей степе­
ни крепкие по­
роды
Временное со ­
п ротивлен и е
сжатию, М П а
Горны е породы
о
CD
ОО
I
К а тего р и я
Коэф ф ициент
крепости f
Степень к р е ­
пости породы
К лассиф икация пород по крепости М. М. Протодьяконовп
»
t i t . 34
Угол в н у тр ен ­
него трения ф
табл.
Временное со ­
п роти влен и е
сж атию , МПа
ф» А
сС
с-о
*§•
£ с
ф s
с•D ьи
Коэф ф ициент
крепости /
П р о д о л ж е н и е
2С
63° 26'
К атего р и я
Горные породы
VI
Довольно мягкие
породы
Мягкий сланец. Очень мяг­
кий известняк, мел, ка­
менная соль, гипс. Мерзлый
грунт, антрацит. Обыкно­
венный мергель. Р азру­
шенный песчаник,
сце­
ментированная галька и
хрящ, каменистый грунт
2
V ia
То же
Щебенистый грунт. Р азру­
шенный сланец, слежав­
шаяся галька и щебень,
крепкий каменный уголь.
Отвердевшая глина
1,5
Мягкие породы
Глина (плотная). Мягкий
каменный уголь. Глини­
стый грунт
1
—
45° 00'
Мягкая песчанистая гли­
на, лёсс, гравий
0 ,8
—
38° 40'
Землистые поро­
ды
Растительная земля. Торф.
Легкий суглинок, сырой
песок
0 ,6
—
35° 00'
Сыпучие породы
Песок, осыпи, мелкий гра­
вий, насыпная земля, до­
бытый уголь
0,5
—
30° 58'
Плывучие породы
Плывуны, болотистый
грунт, разжиженный лёсс
и другие разжиженные
грунты
0,3
—
16- 42'
5 §
VII
V ila
V I11
IX.
X
»
56° 19'
В
СССР
наиболее
распространена ш кала
коэффициентов
крепо­
сти проф. М. М. Протодьяконова, табл. II 1.34. Д л я перехода от этой шкалы
к Другим следует пользоваться табл. 111.35.
Свойства взорванных горных пород. Коэффициент разрыхления. Различают
Р^зрыхляемость первоначальную и остаточную, которые характеризуются соот­
ветственно коэффициентами /Ср и К о (табл. II 1.36). Отношение объема отбитой
® забое руды или горной породы ( V2t м3) к объему того же количества руды или
10роды в целике (Уъ м3) называют коэффициентом разрыхления:
159
>
>
-
V III
I
>
>
сЗ
X
Бо­
лее
20
о
О!
KHdojaxett
Вне
кате­
гори и
-ч
цинэ
ou BHd0J3XF>{
X
1—»
1—(
X
00
of
of
©
of
0,007—0,009
00
'чО
rjof
о
OJ
о
О
<£>
С'-
О
(£>
ю
г>
CD
со
о
Очень
трудновзрываемые
ю
сч
Очень
труднобуримые
В выс­
шей
степени
трудно­
бур имые
с
О
со'
о
ю
Г"<6
со
OJ
со
оо
со"
05
СО
оо
СО
о
ю
со"
со
lO
Г".
оо
1
СП
о
о
о"
СО
hю
<о
о
о
UO
о
СО
00
со
ьГ
-
о
со
о
о
со
1
X
of
Г".
оо
tfodou
nxoowHdXp
1
X
О!
со
__________ ' _________
СчЗ
J V I I I J 1X 6
£2
о
Vodou hxo
-OK3B andea
HxoowHdX£ ooBif>i
00
1
В выс­
шей
степени
трудновзрываемые
HHW/KW
‘KHiiadXp qxoodoHo
о
со
о
d) ‘KHii^dx
0J3HH3dX/tHH l*o jx
CK/W *9«H0
-oew a iqVodoii
\ bh
aodXnm оях ээьш го^
jm ‘оаиэ
-эвгс a ratfodou cw j
BH BXHIIOWWB tfOXOl’J
О!
Трудновзрываемыс | 130
Льна
-odB9KHtI *W 'LI ° 1J
ed o u aed oJonqii'uxHos
-HdoJ хнэи й и ф ф ео^
СО
о
о
о
_|
о
о
о
ю
Труднобуримые
CN
of
00
0,005—0,007
CBd>/ КИНЭ1Г
-xiqdSBd хнаиПиффеоМ
>
4,5
со
СО
>
0,003—0,005
-s w/x ‘Л (эяи эо еи а)
ЯХЭ0ИХ01Ш I5I5IlVodQ
>
V II
По ш к ал е
проф.
М. М. П рото д ь я к о н о в а
5
J Hioouad>i
хнэнйнффеои
С тепень
таблица категорий крепости пород по различным классификациям
Сравнительная
160
-
X Ia
н-<
\о
X
5,0
сЮЭЭ HV
11 с10ЭЭ H H joiroaj eaxo
-daxoHUHW airsMm o u
•ео ю э
X T I6
Awoduarcdea
HHdojaie^(
X III
Kodxoox
- x e m a e ifj HHdoJ3xu>i
X I6
Вне
кате­
Х И а ’ | го р и и
|
опжос!
-оаис !>1 он rauuX dj
о
j
со
1
о
о
СО
Средней
буримости
*2 *2
H
5^ aЛo°
6 П /р В. Л . Г ребен ю ка и д р .
1
о
CJ
ъ
Ъ)
XVI
V II
V ila
0,24—0,33
о
1,95
о
СО
ю
о
о
о
ю
со
со
Ю
Tf
о"
СО
о”
о
о
со
сч
о
С
СО
О
о"
0
oo
СО
2
|
ю
о
00
1
ю
о
о
С
О
со
о
00
ю
о
о
со
1
о
СЗ
0
о
со
С
CО
J
со
—
Легко­
бур и мые
00
о
X
Лег ковзрываемые
250
тС}О
*
о
1^-
^ <0 ^
o, « о
О
тCо2
°
Cl1
о~
о
о
Вышесредней
взрывае­
мости
200
160
О
1
<У>
Вышесредней
буримости
Степень
LO
ci
LO
О
0,15—0,24
<N
LO
сч
o'
500
LO
CO
Ю
о
Ю
r-
X
СО
400
JM ‘ЭЯИО
-oew я wtfodou ew \
EH BIHHOWWy 1/OXJKcl
00
1
oI4o'
ю
o'
lO
2,0
ci
HXDOKHdXp
LO
ci
ci
О
о
о
СО
о'
£>
»—с
0,6
<N
CO
tfodou
>
350
0,045—0,07
-oew о iqtfodou fiw j ей
HOdXurn 0ЯХЭЭЬИ1ГО^[
HxooNHd^9
>
со
о
1
>
Н иж е­
Н иж е­
средней средней
буривзры­
мости ваемости
0,01—0,045
Tt<
о
tfodou ихэ
то
>
1
1
>
CO
СЧ
CO
о
о
oo
-0W9Ffliqdsfl
о
LO
ci
о
ci
<J) ‘KHH9dx
OJ3HH3dx^Hfl itoj^
НИИ/ИИ
‘винэйАр qxoodoMQ
CN
>
Льия
-odepwHft *w ‘U oii
eclououd о.юнчггехное
-Hdoj хнэиТпиффбо>{
*W/W ‘ЭЯИЭ
со
2 ,2
{:}3dyi КИНЭ1Г
-xwdsKd хнэиТшффео}!
>
СО
ci
2,7
ПИНЭ ou i*Hdojaxe)i
ск/х ‘Л (эяиээтш я)
qxooiixoifu «KHVedQ
IVa
>
V II
KHdojax^M
XIV
ю
1,5
CO
/ Hxoouadn
хнэиъиффеон
>
X
Via
X
V II
X
>
X III
V III 6
X
X II V illa
VI Ив
cIOOO HV
И HHJOIfOaJ БЯХЗ
-doxoHHHw экемш оц
По шкале
проф.
М. М. Про­
тодьяконов а
Xwoduaiqdsa
-еоюэ ou KHdoJ3xe>i
>
0,3
>
5
х х
—X
X
V III
X
XV—
XVI
X V II—
X V III
X
IXa
I l l .35»
табл.
Продолжение
Kodxoox
-xemaeifj HHdojDXB}£
X
X
AIX
“ IIIX
енчжое!
-0 8 Hd>{ ou wuuXdj
| СО
161
Т аб л и ц а
111.36
Характерные значения коэффициентов /СР и К 0 для горных пород
Горные породы
Песок, супесь
Растительный грунт
Жирная глина, крупный гравий, тяжелый су­
глинок
Мягкие мергели
Глинистые сланцы, относительно мягкие
скальные породы
Скальные породы средней крепости
Крепкие и весьма крепкие скальные породы
1 ,10 —1 ,2 0
1,20—1,30
1,24— 1,30
1,01 1,03
1,03— 1,04
1,04— 1,07
1 ,3 3 -1 ,3 7
1,35— 1,45
1,11— 1,15
1, 1 0 — 1 , 2 0
1,40— 1,60
От 1,45— 1,80
до 1,8—2,5
1,20— 1,30
1 ,2 5 -1 ,3 5
Т а бл и ца
III .37
Угол естественного откоса горных пород различной влажности
Ф0 » гр а д у с
для влаж ­
ной породы
д л я мокрой
породы
Разрыхленные скальные породы раз­
личной кусковатости
Песок
Глина жирная
35—45
36—48
30—40
28—35
40—45
СО
22—27
15—20
о
-^г
д л я сухой
породы
о
П ороды
35
Таблица
I I I .38
Коэффициенты трения покоя и движения
К оэф ф ициент трен и я
Т р у щ и еся м атериалы
покоя
Сталь п о известняку
Антрацит по железу
Известняк по железу
Железная руда по железу
Сланец по железу
Крупнозернистый песчаник по железу
Мелкозернистый мокрый песчаник по стали или
железу
0,24
0,84
1,0
1,0
0,40—0,50
—
дви ж ен и я
0,29
0,51
0,58
0 ,3 0 -0 ,3 8
0,29—0,41
0,94— 1,00
Коэффициент разрыхления всегда больше единицы и колеблется в пределах
до 2,5 (первоначальный) и 1,1— 1,35 (остаточный). С течением временя
под влиянием силы тяжести пористость уменьшается и вместе с этим снижается
величина коэффициента разрыхления. Разрыхляемость при наименьших значе­
ниях коэффициента разрыхления называют остаточной (Кост)Угол естественного откоса ср0 — это угол, образованный свободной поверх­
ностью рыхлой горной массы с горизонтальной плоскостью. Частицы породы,
1 ,2 — 1 , 8
162
Т абл и ца
II 1.39
Коэффициент трения стали по горным породам
В возд ухе
В воде
Породы
Ж елезная руда
Гранит
Песчаник
Ангидрит
в покое
в дви ж ен и и
в покос
в движ ен и и
0,42
0,45
0,38
0,38
0,33
0,33
0,30
0,36
0,38
0,36
0,36
0,36
0,31
0,30
0,33
0,33
находящиеся на этой поверхности, испытывают состояние критического (предель­
ного) равновесия. По углам естественного откоса (табл. II 1.37) определяют ма­
ксимально допустимые углы откосов насыпей, отвалов и штабелей.
Д ля определения гранулометрического состава применяют ситовой анализ,
который заключается в рассеве представительной пробы по крупности через
одно или несколько сит, различных по размеру отверстий. Результаты ситового
анализа оформляются в виде таблиц или графиков.
Гранулометрический состав руды оказывает большое влияние на выбор:
схем выпуска руды из блоков, типа люков, размеров рудоспусков, бункеров,
транспортного и дробильного оборудования. Максимальный размер кусков руды
допускается до 1500—2000 мм с последующим додрабливанием до^ крупности
400—500 мм, приемлемой для скипового подъема.
Коэффициенты трения (габл. 111.38, 111.39) характеризуются соотношением
сил трения и действующих сил, важны в строительстве и машиностроении.
Коэффициенты треиия при взаимодействии строительных материалов:
0,66
Гранит по граниту (гладкий по грубообтесанном у).........................
Песчаник по песчанику в пское (гладкий, сухой)
.........................
0,71
Известняк по известняку в покое (обтесанный)
..............................
0,75
0,67
Известняк по кирпичу в п о к о е ...............................................................
Строительный камень по глинистому грунту в п о к о е .....................
0,51
Строительный камень по дергву в п о к о е .............................................. 0,46—0,60
То же, в д в и ж е н и и ........................................................................................0,40—0,50
Строительный камень по сухому бетону в п о к о е ..............................
0,76
6*
РАЗДЕЛ
IV
ВСКРЫТИЕ И ПОДГОТОВКА
ЗАПАСОВ ШАХТНЫХ ПОЛЕЙ
Вскрытие месторождения (шахтного поля) — проведение выработок, от­
крывающих доступ с поверхности ко всему рудному телу, пласту или его части
и обеспечивающих возможность проведения подготовительных выработок. Когда
размеры месторождения совпадают с размерами шахтного поля, принято говорить
о вскрытии шахтного поля.
Схема вскрытия — это размещение различных по назначению и расположе­
нию вскрывающих выработок.
Подготовка шахтного поля — проведение выработок после вскрытия ш ахт­
ного поля для обеспечения работы очистных забоев.
По глубине залегания залежей рудники и шахты делятся на неглубокие
(до 300 м), средней глубины (до 1,2— 1,6 км), глубокие (до 2,5 км) и сверхглу­
бокие (свыше 2,5 км).
ГЛАВА 1
ПАРАМЕТРЫ
РУДНИКА
К основным параметрам рудника (шахты) относятся промышленные запасы
руды в шахтном поле или месторождении (Q, тыс. т), горизонтальная эксплуата­
ционная площадь рудных тел в пределах шахтного поля или месторождения
(S, м2), глубина залегания (распространения) месторождения от поверхности
(Н, м), высота этажа (/1Э, м), годовая производственная мощность рудника
(шахты) (Л, тыс. т) и расчетный срок существования рудника (шахты) (t , лет).
Глубина залегания, горизонтальная площадь рудных тел (как размеры шахтного
поля) и высота этажа одновременно являются и основными параметрами вскры­
тия. От величины годовой производственной мощности зависят поперечные сече­
ния вскрывающих выработок.
По размерам поперечного сечения стволов шахт (Sc, м2), околоствольиых
дворов и околоствольиых выработок (с их длинами), капитальных квершлагов,
штреков, восстающих устанавливаются сроки вскрытия, подготовки и отработки
этажа.
Геологические запасы руды, рудная площадь, глубина залегания, угол
падения и склонения месторождения представляются вместе с подсчетом запасов.
§ 69.
Производственная мощность и срок
сущ ествования рудника
Годовая производственная мощность рудника определяется по горнотехни­
ческим условиям и экономическим соображениям.
При наклонном и крутом падении сложных по морфологии рудных тел она
определяется исходя из годового понижения выемки:
A = VW yKu
(Ivi)
Ар
где А — годовая производственная мощность рудника, т/год; V — среднее годо­
вое понижение очистной выемки (м) по всей рудной площади (табл. IV .1); К г —
поправочный коэффициент иа угол падения рудного тела (табл. IV .2); К г
поправочный коэффициент па мощность рудного тела_(табл. IV .2); S — горизон164
Т аб л и ц а
IV. I
Среднее годовой понижение очистной выемки, м
П ри числе одноврем енно
работаю щ и х этаж ей
Д л и н а р удн ого тел а по
п р ости ран и ю , м
До 500
500— 1000
1000— 1500
Более 1500
один
два
три
15—25
1 5 -2 5
12— 18
10— 15
2 5 -3 5
20—30
1 5 -1 5
12— 18
30—50
25—30
—
—
П р и м е ч а н и е . П ри р азр аб о тке оп асн ы х но сам о во зго р ан и ю руды или породы
и у к а за н н о й вели чи н е го д о во го п он и ж ения вво д и т ся коэф ф иц и ен т 0 ,6 5 —0,90.
Таблица
Поправочные коэффициенты
и мощности месторождения
У гол п аде­
н и я, гр ад у с
М ощ ность рудн ы х тел
Ki
90
60
45
30
1,2
1,0
0,9
0 ,8
IV.2
и К 2, для различных углов падения
Кг
Мощность (до 5 м)
Средней мощности (5— 15 м)
Мощные (16—25 м)
Очень мощные (свыше 25 м)
1,25
1,0
0 ,8
0 ,6
Таблица
IV .3
Годовое понижение очистной выемки V в зависимости от эксплуатационной
площади рудных тел
Г о р и зо н тал ь н ая
эк сп л у атац и о н н ая п л о ­
щ адь рудны х тел,
ты с. м2
10— 20
2 0 -5 0
5 0 -1 0 0
V, м
3 0 -2 5
25—20
20— 15
Г о р и зо н тал ь н ая
эк сп л у а та ц и о н н а я п л о ­
щ ад ь ру д н ы х тел,
ты с. м*
100— 200
200—400
Более 400
V, м
15— 12
12— 8
7
тальная площадь рудного тела, м2; у — плотность руды в массиве, т/м3; К п
и /<р — коэффициенты, учитывающие потери П и разубоживание Р при добыче
Кп =
1 -П ;
КР = 1-
Р.
(IV .2)
(IV.3)
Д л я простых и выдержанных по морфологии рудных тел
А
VSyh
1— Р'
(IV .4 )
где V — годовое понижение очистной выемки, м (табл. IV .3); 5 — горизонталь­
ная эксплуатационная площадь рудных тел в пределах шахтногс поля, м2; у —
плотность руды в массиве, т/м3; т] — коэффициент извлечения руды, доли ед.;
Р — разубоживание, доли ед.
165
Т а бл и ц а
IV .4
Коэффициент использования рудной площади i (безразмерная величина)
при различной горизонтальной площади 5
{
0,35—0,27
0,27—0,23
0,23—0,17
0,17—0,12
S , ты с. м2
i
S , ты с. м3
5— 10
0,12—0,09
0,09—0,06
0,05
2 0 0 -4 0 0
Более 400
10-20
2 0 -5 0
50— 100
10 0-200
Годовую производственную мощность рудника, определенную по формулам
(IV. 1) и (IV.4), уточняют по годовому понижению очистной выемки V, достиг­
нутому на аналогичных рудниках.
Величина V растет по мере увеличения угла падения рудных тел и умень­
шения их мощности; уменьшения длины и площади рудного поля; ускорения
подготовительных работ и опережения их над очистной выемкой (в случаях, когда
развитие фронта очистной выемки ограничивается подготовкой). Влияние системы
разработки на годовое понижение V. Оно зависит также от разведанности место­
рождения, постоянства элементов его залегания, наличия тектонических н ару­
шений, гидрогеологических и многих других условий.
При разработке горизонтальных и пологих месторождений годовую мощность
рудника определяют по условиям развития очистных работ:
А = Si
— 1- /г2
■ -Ь • • * ~г Пп
где 5 — горизонтальная рудная
данной системы разработки, доли
стного блока при данной системе
блока, находящаяся под очистной
$
i =
^ ?
( I V . 5)
площадь, м2; п1у 1Ц, ..., пп — удельный вес
ед.; с1ъ cL, . . . , d n — производительность очи­
разработки, т/год; Sb So,
S n — площадь
выемкой при данной системе разработки, м2;
— коэффициент использования рудной площади (табл. IV.4); .S0 — пло-
щадь всех блоков, находящихся иод очистной выемкой, м2.
Экономически целесообразная годовая производственная мощность руд­
ника определяется сравнением вариантов по минимуму приведенных затрат
С + Е К = m i»,
(IV. 6 )
где С — текущие затраты (себестоимость без амортизации), руб.; К — капи­
тальные вложения, руб.; £ = 0,15 — нормативный коэффициент сравнитель­
ной эффективности капитальных вложений (величина, обратная нормативному
сроку окупаемости).
Отдельно учитываются факторы внепроизводствеиного порядка: жилищнокоммунальные,
социально-культурные
объекты,
технико-организационные
мероприятия и др.
П ринятая производственная мощность рудника должна быть увязана с за­
пасами руды в месторождении и сроком его существования по формуле
4—
Ф'П
_
(IV 7)
где Q — промышленные запасы руды в месторождении, тыс. т; ti — коэффициент
извлечения руды при добыче, доли ед.; / — срок существования рудника, лет;
Р — разубоживание руды при добыче, доли ед.
166
а бл и ц a
f
tV .S
Сроки существования рудников относительно небольшой производственной
мощности
1, лет
Г одо вая п р о и зво дствен ­
н ая м ощ ность, ты с. т
50— 100
100— 200
2 0 0 -5 0 0
500— 1000
М алая гл у б и н а и л е г ­
ки е у сл о в и я вскры ти я
и р азр а б о тк и
от
До
от
ДО
3—4
4—5
5 -6
8 — 10
1 0 — 12
4 -5
5—6
12— 15
1 5 -1 8
12— 15
15— 18
20—25
6— 8
1 0 — 12
20
8 — 10
12— 15
1000
Б о л ь ш а я гл у б и н а и
тр у д н ы е усл ови я вск р ы ­
ти я и р азр а б о тк и
25
30 и более
15
Т абл и ц а
IV . 6
суще­
1
о
о
<1
0
о
сС
Минимальный срок
ствования, лет
3,0—5,0
о1
х.о
Годовая производственная
мощность, млн. т
0
1
со
о
Срок существования крупного рудника
Более
1 0 ,0
20
25
30
35
40
Срок существования рудника
‘ -А (Г = Т )
< I V 8 >
колеблется вТшироких пределах (табл. IV .5 и IV.б).
Если рудник входит в состав горно-обогатительного комбинат*, то его мини­
мальный срок существования увеличивается на 20—3 0 % . Срок существования
рудника и его производственная мощность обосновываются проектными расче­
тами в соответствии со спросом государства па ту или иную продукцию.
§ 70. Срок вскрытия, подготовки и отработки этаж а.
Коэффициенты опережения
При простой схеме вскрытия и подготовки этажа и последовательном р азви ­
тии горных работ необходимо иметь один этяж r подготовке и один — к стадии
вскрытия.
Коэффициенты опережения вскрытия, подготовки и суммарно вскрытия
и подготовки над очистной выемкой
№'в = - £^в ;
wп=
(iv.9)
-г-;
(iv. ю)
to
W a. a = - ^ ~ ,
*В.
Изменяются от
II
1,1
(IV. II)
— 1,2 до 2—2,5 и более в зависимости от местных условий.
167
Время на вскрытие и подготовку этажа i B. п должно быть меньше времени
отработки запасов верхнего этажа t0> т. е.
(IV . 12)
где tp — 0,25— 1,0 — резервное время, принимаемое по местным условиям, доли
года.
Пэн ярусном способе вскрытия н подготовки этажей высотой 100 200 м,
когда в одном этаже возможно совмещение очистных работ с работами по вскры­
тию и подготовке,
(IV. 13)
§ 71. Вскрывающие выработки.
Форма и размеры их поперечного сечения
Вскрывающие выработки — вертикальные и наклонные шахтные стволы,
шурфы; штольни и уклоны; околоствольные выработки (околоствольные дворы,
насоскые камеры, водосборники, камеры электроподстанций, обгонные и соеди­
нительные выработки); подземные бункера, дозаторные камеры и камеры дро­
бильных установок; капитальные рудоспуски и породоспуски, обслуживающие
несколько выемочных единиц, по которым производится перепуск руды и породы
на концентрационные откаточные горизонты и к стволам шахт; квершлаги и
штреки, проводимые для сбойки стволов или капитальных рудоспусков и вскры­
т и я смещенных частей рудных залежей, а также высечки из них (не более 10 м
па каждую высечку) для проведения подготовительных выработок; камерные
выработки специального назначения (камеры подъемных машин, электровозное
депо, ремонтные и заправочные пункты, склады любого назначения, камеры
ожидания, медпункты и т. д.); специальные закладочные, вентиляционные, дре­
нажные и водоотливные выработки (стволы, штольни, шурфы, восстающие, ге­
зенки); уклоны по доставке самоходного и другого оборудования с основного на
промежуточный горизонт; все выработки концентрационного горизонта.
Работы по проведению выработок вскры?ия относятся к горнокапитальным.
Форма поперечного сечения вертикальных стволов бывает прямоугольная,
криволикая (прямоугольная с выпуклыми короткими стенками), эллиптическая
и круглая. Наиболее распространены стволы круглого сечения, стволы прямо­
угольного сечения чаще служ ат для целей разведки и применяются на небольших
рудниках. Эллиптическая и криволикая формы стволов обусловлены разницей
устойчивости массива в горизонтальных направлениях.
Стволы круглого сечения проводят в породах любой крепости и на глубину,
ограниченную возможностями подъемных установок. Площадь поперечного се­
чения стволов определяется их назначением. Размеры сечения материальных
и вспомогательных стволов зависят от габаритов клетей, в которых будет произ­
водиться спуск и подъем рабочих, материала и оборудования; вентиляционных
стволов — от газового режима шахты и количества воздуха, необходимого для
проветривания подземных выработок; выдачных стволов — в основном от произ­
водственной мощности рудника. Д л я глубины разработки 600— 1200 м в предва­
рительном порядке площадь поперечного сечения (м2) выдачного ствола
F3 -
2 3 , 4 + 3,6.4,
(IV. 14)
4 — годовая производственная мощность рудника, млн. т.
Размещение оборудования и подъемных сосудов проектируется и з расчета
максимального использования площади сечения при соблюдении норм допусти­
мых зазоров. Окончательные размеры сечения ствола определяются графическим
способом.
Д ля рудников цветной и черной металлургии годовой производственной
мощностью от 30 до 8000 тыс. т. Гипроцветмет и Кривбасспроект разработали
типовые сечения стволов (табл. IV .7; рис. IV. 1).
где
168
Форма и размеры поперечного сечения наклонных выработок (рис. IV .2) вы­
бираются в зависимости от свойств пересекаемых пород, ожидаемого горного
давления, срока службы выработки, се назначения, габаритов оборудования,
конструктивных свойств материалов крепи и многих других факторов. В предва­
рительном порядке площадь наклонного ствола определяется по формуле
FH --= 9 , 3 + 0,98 А.
(IV. 15)
Все элементы сечения ствола в масштабе 1 : 25 или 1 : 50 наносятся на чер­
теж с соблюдением норм допустимых зазоров по единым правилам безопасности
при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным спо­
собом. Сечение стволов необходимо проверять на пропуск необходимого коли­
чества воздуха с допускаемой скоростью движения воздушной струи.
Конфигурация околоствольного двора определяется рядом факторов, из кото­
рых наиболее важными являются: схема вскрытия месторождения, число стволов
и тип подъемов (клетевой, скипо-клетевой или скиповой), способ подачи груза
на околоствольный двор (вагонетками, самоходными средствами или конвей­
ерами), расположение железнодорожной станции на поверхности шахты относи­
тельно подъемных сосудов в стволе.
Околоствольный двор включает в себя различные по своему назначению
комплексы транспортных, камерных и вспомогательных выработок, обеспечива­
ющих пропуск добытой руды и пустой породы из шахты на поверхность, посту­
пающего с поверхности груза, перемещение людей, а такж е работу систем водо­
отлива, вентиляции, энергоснабжения.
Околоствольные дворы при вертикальных стволах могут быть с кольцевым,
петлевым и челночным движением поездов.
Д ля шахт годовой производственной мощностью 1,5—2,0 млн. т чаще при­
меняется тупиковая схема откатки, свыше 3 млн. т — кольцевая.
Д лину участка сопряжения клетевого околоствольного двора со стволом при­
нимают до 20 м. Высота сопряжения при спуске длиномера для одноканатных
и многоканатных подъемников должна быть не менее 5,5 м от головки рельсов
Если спуск длиномера не предусмотрен, то высота сопряжения определяется
проектом. Переход па нормальную высоту примыкающих выработок предусма­
тривается на расстоянии не менее 10 м от крепи ствола. Ширину междупутья
в сопряжении околоствольного двора принимают равной расстоянию между
осями клетей, проходы с каждой стороны — по 1000 мм. Крепление сопряжений
околоствольного двора со ствэлом бетонное, железобетонное, штанговое или ком­
бинированное.
. Д лина грузовой ветви клетевого околоствольного двора принимается равной
при выдаче полезного ископаемого— 1,5 полной длины состава; при выдаче
пустых пород — длине одного состава. Д лина участка от места расцепки вагоне­
ток до ствола определяется в зависимости от принятого способа механизации
обмена вагонеток в клетях. Длина порожняковой ветви определяется конструк­
тивно с учетом самокатной сткатки.
Полезная длина приемного участка грузовой ветви скипового околоствольного двора составляет 1,5 длины одного состава; длина тупика за опрокидыва­
телем без пропуска электровоза равна длине одного состава; при использовании
опрокидывателя с пропуском электровоза — длине состава, включая электро­
воз. Размеры порожняковой ветви определяются конструктивно.
Радиус кривых в пределах околоствольного двора для составов с электро­
возами сцепной массой 3 т принимается 10 м; 5— 10 т — 15 м; 14 т — 20 м
и 20—28 т - 25 м.
Пропускная способность околоствольного двора определяется расчетом
в соответствии с нормами движения и маневров.
При самокатной откатке в околоствольном дворе скорость движения вагоне­
ток принимается в пределах от 0,5 до 2 мус.
Д л я разгрузки длиномеров предусматриваются специальные приспособле­
ния с порожняковой стороны двора. В отдельных случаях при тупиковых околоствольных дворах для уменьшения объема горно-капитальных работ допускается
с порожняковой стороны установка перестановочной платформы.
№
ос
оЛ ~ £ t- с -2 gО
§ * § § § = !* •
С s 8 1 u S2
ЕГ
1
ю
ю
со"
1
I
Ю
со
Ю
СО
I
7
СО
IO
О
—Г
К
<N
ос '
V. Я ;
1
со
СЧ
g:
ы° ;
2
о
Я
О
Сь
с
о
Cl:
я
с
я
С2
м
о
Рн
о
*©*
Оч
о
металлургии
•©«
о Я
gg
се КС
SS
О
и цветной
стволов для рудников черной
Типовые сечения
aggf
2л «ф 2о аз
«> **
з- S о
2
«ф С
CUо w п
Ю
СО
ю
to
X
L.O
X
LO
со'
СО
JО
\о
О <1>
*ж §са
SC Н
I*
§ 3
о
,
СО о С
со о
См о
Н
170
<Т>
X
к >>
«X sк
ч я
LZJ
о
CQ
н
и
о
&
щЯ
Л5 «
U ои
о
ю
ю
со
I
О
о'
“г о
7 7
о
о
(N
с*Г
о
о
1
со ю
СО
о
cl
1
со
о
о
о
-!Г
<м
<м
СО
<м
q
o'
о с
с
о1 / sv;
я
X
о
о.
с
g <■>
£х
£о 33
о, к
s
b
Cu
о
GL,
а
С
С
«
о
с
C5
fcl
(J и
К
«
НО
s S§ш
a s§ -О^юl
U
TO к
« TO
в^ «33
§ 3
O vf?J С
j£
m
U gcj
U e*<J
LO
1,0
Ю
Ю
cd
<D
$}
(3
s>
<S
*• '-I
^
« со Н
лю
СЛ U.:* Г
с-» то
Э * о> ^Q.
2 * Ч
к 2 Их
*=4 “
Гг К
о ,
с «
>, >, я
a. д «
§ <§
rt у С
>>
>, Я
о*«
W
о
—V
N
F*
171
<N
C'-*'
1Л
о
1
1
<N
Ю
:o
V
O
со
Ю
o_ CN о
o ' 1 LO T
(N
CM
—
та
5,0
о
22
ь>
_
н
— о
I LO
!
со
lO
•—4
to
o>
-4
о>
СЧ ‘7 ^ 7 ° Ч
I —r !2
<n'
Ю
о о
<* Ю
о
с
S
»
X
О
с
о
СЭ
S
Ь
О
а,
с
►
а
сх
с М.
л
О
о.
с
н
0)
5
Ь* :
о s
И*
о g
оS
й!
|с5о.
Со
а о
н
с.5 я >»
fsgsrty«3
а 8а л
н
о
*з
К' .^
5
лI
Н
га
S
я с
к
-<У$ к
СЧ bS
ез та 1 § та
о Е >с 5
Р . »rri
С^IЗ S
•-■-*J-.
u. S o « к
о
СО
(S
к
та к
асз О
P( !
2 :
и
g £
о к
p,
S ~£
:■*о Srn
!« X « ;
О. £ X
u
оОu <u
ю
o'
LO
Ю
Ю
со
C
O
C
O
C
O
is
$
51
iS!
<s
ю
-Ж
172
S к
о 2
»=t 5
о «
2
и
° C
OiS
S
5 :
r^°> О
~S
О* =f W
U о CJ
о
Q
Ю
f".
о
.1.
•г
ю
*4f
СЧ
.1.*
*1
<м
<М
-
TO CO
СК
к н
о
о о.
с:
D
я
О
a
зH
о
о
тр
о
с
ос
О
«
4)
О) О
О
О
н
С
Й й>V
О
CQ 3
Е
I
о р
о
сс сS
Е
й
ф
СО
S
к
X
>
-»
сэ
с #s
Cl
<и
3
g
а.
о
СЗ
о с
О О)
X
со *
S
“•>' *.
S ~5 О
о. а « « Си D*
то
U к о и он <
<
2 ч
£и
-* 5с2 §S
с с С
К
; « 2 . 3
иг 'O U ! са
о
h-T
Si
S)
5
н
о
о.
Й
оЗ
С
ОК
сЗ
^Й ^*5 ^И й
р>
t f 8*3 *
W« ч
—ы
а
с
с CQ
С\3
о
§ >4
b
о
I
ci
а *. Н
»
о
ja
-rt*
ГО
3
с
о
со
к^>
о.
(2
fct
о
>->
с
о »s
О)
ef
к 2
с: Ч
2
Rt
Ч
03 ОС и
ffl
С-
Фо
с
1—о с2 « о
S д о г1
н
С
<\) *
1
2 « СЗ
^CJ
<У
*=С
2
ски п а.
LOCO
CN
03
|й §
й§0
ю
о
о
со
СО
h-T
S
SJ
5)
емкость
I I
^
_ о
Tj«
| I
Ю ГО
о см
о
о
вагонетки, в знаменателе
«
о
о
о
емкость
t"t"* ^
ю c i
<м сС
1 1
1
<м
указана
<0*1
— fI1 I1
— ч*
числителе
CN
1ЛI
00
173
Р и с. IV . 1. П римеры поперечного
сечения стволов в рудной п р о м ы ш ­
ленности и их оснащ ение:
а — ски п о к л етево й с п р о и зводи ­
тельностью д о б м лн. т в го д (клеть
с противовесом и два зависи м ы х с к и ­
па); б — с дву м я зависим ы м и к л е ­
тям и на ваго н етк у 3 ,3 м3; в — клеть
с противовесом на в аго н етк у 4 м3;
2 — рудные скипы ем костью по 17 м3
и породный ск и п ем костью 4 м* с
противовесом; д — зависим ы й с к и ­
поклетевой подъем на п р о и зводи ­
тельн ость до 200 ты с. т в го д (п р о ­
ект); е — к л еть с противовесом на
п роизводительность 65 тыс. т в год
(проект)
Размеры
о кол оствол ьных
дворов при наклонных стволах
определяются проектом.
Подземные сооружения
и
камеры. При необходимости раз­
дельной выдачи двух сортов
руды бункер предусматривается
двухрукавным.
Приемная воронка, разгру­
зочная щель под питателем и
дробилкой, а также сопряжение
емкостных частей бункера с ка­
мерой распределительной во­
ронки футеруются марганцови­
стой сталью или другими изно­
состойкими материалами незави­
симо от крепости пород.
Д ля доставки и монтажа
оборудования дробильной уста­
новки предусматривается ком­
плекс специальных выработок и
приспособлений.
Размер выпускных отверстий бункеров при наличии подземного дробления
принимается не менее 700 X 800 мм, в остальных случаях — равным 3-кратному
размеру кондиционного куска руды. Д л я монтажа и ремонта опрокидывателей
в скиповых околоствольных дворах предусматривается установка грузоподъем­
ных средств с механизированным приводом.
В местах примыкания рудоспусков, служащих для перепуска руды с верх­
них горизонтов, к скиповым околоствольным дворям для регулирования потока
руды и полной его приостановки предусматриваются пластинчатые питатели или
пальцевые затворы.
Камеры дробильных установок и дозаторных устройств оборудуются грузо­
подъемными средствами с механизированным приводом, выбранными по весу
наиболее тяжелого неразборного узла. В камерах питателей предусматривается
установка монорельсовых путей для грузоподъемных механизмов как над при­
водами питателей, так и в хвостовой их части для монтажа и демонтажа пластин.
Д ля увеличения производительности дробилок перед ними устанавливаются
грохоты, в камере дробильных установок необходимо иметь специальное место
для складирования запасных частей и производства мелкого ремонта.
В скиповых рудничных дворах, дробильных дозаторных и специальных
камерах для очистки загрязненного воздуха от пыли устанавливаются аспирационные устройства.
Проветривание камеры дробления осуществляется вентиляционными уста­
новками местного проветривания с пылеосадочными устройствами.
174
При возможности выдачи воздуха от аспирационных установок в исходящую
струю очистка воздуха производится с помощью мокрых пылеуловителей; если
возможности выдачи воздуха в исходящ ую 'струю нет, то предусматривается
рециркуляция воздуха с одноступенчатой очисткой (рукавные фильтры) или
двухступенчатой (рукавные фильтры — электрофильтры; мокрые пылеулови­
тели — электрофильтры и др.) — в зависимости от предельно допустимой кон­
центрации пыли в рабочей зоне, требований санитарных норм а ЕП Б.
Размеры и вид крепи камер дробилки, питателя и дозаторных устройств
устанавливаются проектом. Камера дробилки должна иметь два выхода.
Необходимость устройства контрольных ходков при рудоспусках решается
в проекте в зависимости от слеживаемости и кусковатости отбитой руды. По­
перечные размеры рудоспуска должны обеспечивать безопасность проходки его
и пропуск кусков.
Камеры главных незаглублениых и заглубленных водоотливных установок
надлежит проектировать с двумя выходами (ходками), расположенными в про­
тивоположных концах камеры, независимо от того, размещена камера главной
водоотливной установки совместно с электроподстанцией или отдельно.
В ходках камер главных водоотливных установок, пересекающихся с гори­
зонтальными выработками, и в ходке примыкающей камеры электроподстанции
устанавливаются герметические водонепроницаемые и решетчатые несгораемые
двери, открывающиеся наружу. Свод водосборника располагается ниже уровня
или на уровне самой низкой отметки головок рельсов околоствольного двора.
175
Рис. IV .2. Поперечное сечсннс многофункционального наклонного ствола с вы дачей руды
ленточным конвейером и рельсовым путем для фуникулера:
1 — ур о в ен ь го л о в о к р е л ь с о в ; 2 , 3 , 4 — оси, со о тветствен н о п ут и , с т в о л а , ко н вей ер а
Устройство и оборудование прочих камер (общего назначения, механических
и электротехнических установок) производится согласно требованиям СНиП
и ЕПБ.
При проектировании камер д л я машин с двигателями внутреннего сгорания
необходимо пользоваться «И нструкцией по безопасному применению сам оход­
ного (нерельсового) оборудования в подземных рудн иках» (М. «Н едра, 1973),
утвержденной Госгортехнадзором СССР 20 июня 1972 г.
При выборе дробилок, высоты рудоспусков и перепускных выработок не­
обходимо стремиться к том у, чтобы не было переизмельчения руды .
Площадь поперечного сечения квершлага в предварительном порядке опреде­
ляется по формуле
F;, B = 4 ,2 + 5,4Л .
(IV. 16)
Окончательное сечение кверш лагов, штреков, ортов и наклонных съездов
определяется с учетом габаритов подвижных составов и транспортных м еханиз- .
мов, необходимых зазоров по ЕПБ, запасов на осадку крепи, размещения в попе­
речном сечении коммуникаций и ограничений по скорости движ ения во зд уха.
Разработаны типовые проекты сечения горних выработок с креплением различ­
ным материалом: деревом , бетоном, торкретбетоном, ш тангами, комбинированным
металлом (типовые паспорта крепления горных выработок д л я рудников цветной
металлургии СССР, срок введения 1 июля 1976 г .; типовые проекты, утвер ж ден ­
ные Госстроем СССР 9 ав густа 1978 г .: с введением в действие с 1 ян вар я 1979 г .,
серий: 403-3-46; 403-3-47; 403-3-58; 403-3-44; 403-3-48).
Сечения выработок должны удовлетворить не только свободному передви­
жению (с допустимыми зазорами) эксплуатационного горпотранспортного обо­
рудования и п р о п уску необходимого количества воздуха с допустимыми скоро­
стями, но и габаритам проходческого оборудования, а т а к ж е оборудования д л я
механизированной очистки выработок, в том числе водоотливных канавок.
т
ГЛАВА 2
Ф А К ТО РЫ , В ЛИ Я Ю Щ И Е НА В Ы Б О Р
И СПОСОБОВ ВСКРЫ ТИЯ
СХЕМ
§ 72. Рельеф местности и морфология месторождения
Рельеф местности иногда полностью определяет схем у вскрытия.
М оря, реки, озера, заболоченная поверхность, горы, ж елезн ая дорога и т. п.
влияю т на выбор места заложения вскрывающих выработок, сооружений поверх­
ности, а т ак ж е на размер шахтного поля.
Д л я вскрытия рудных тел, залегающих под дном океан а, моря или озера,
применяют наклонные стволы, которые закл ады ваю т с берега материка или
острова под углом от 4 — 8 до 30° и более в зависимости от типа подземного обору­
дования в стволе.
Неустойчивые и обводненные вмещающие породы услож няю т проходку н а­
клонных стволов и заставляю т в этих с л уч аях от них отказы ваться.
В случае высокогорных месторождений большую роль играет разница вы ­
сотных отметок месторождения и прилегающей долины, которая м ож ет быть
использована д л я гравитационного транспорта р уды , устройства поверхностных
бремсбергов и подвесных канатных дорог.
В сейсмоопасных высокогорных районах землетрясения сопровождаю тся
оползнями и обвалами пород го склонов гор в нижележащ ие части ущелий. Это
часто ведет к разрушению порталов, участков туннелей и штолен длиной до 80 —
100 м , что требует усиленного их крепления.
Морфология месторождения в определенной степени влияет на размер ш ахт­
ного поля и место заложения вскрывающей выработки.
§ 73. Место заложения основной вскрывающей выработки
Расположение вскрывающей выработки по минимуму транспортных работ.
Рациональное размещение вскрывающих выработок относительно поверхности
и месторождения, установление их числа являю тся основными вопросами при
проектировании схемы вскрытия, от которой зависит объем горно-капитальных
|
прав
«'с I j *
Рис. IV .3. Выбор м еста для залэж ен ия основной вскрываю щ ей выработки по правилу
а к ад . Л . Д . Ш евякова:
а — без у ч е т а п оверхн о стн ого тр ан сп о р т а; б — с уч ето м п о вер хн о стн о го тр ан сп о р та
177
работ и, следовательно, размер
капиталовложений.
В
целях
снижения затр ат на горнокапи­
тальные работы по вскрытию
месторождения сокращ ают чи­
сло рудоподъемных стволов и
принимают сечение ствола, в ко­
тором можно было бы разм ес­
тить транспортное оборудова­
ние, обеспечивающее заданную
производительность.
Расположение
основной
вскрывающей выработки может
определяться правилом, сфор­
мулированным ак ад . Л . Д . Шевяковы м : «При сосредоточении
грузов на прямой, по условию
минимальной работы по транс­
портировке, ствол шахты дол­
жен быть расположен в месте
сосредоточения того гр у за , ко­
торый, будучи прибавлен к сум ­
ме д р уги х , расположенных от
Рис. IV .4. Определение места залож ения основной
вскрываю щей вы работки по методу проф. П. К.
него влево, дает сум м у, боль­
Соболевского
шую суммы грузов, располо­
женных вправо, а будучи при­
бавлен к правым гр узам , даст сум м у, большую суммы левы х (рис. 1V.3).
Правило Л . Д . Ш евякова основано на допущении постоянства стоимости
* 1 ткм транспортировки в пределах шахтного поля. Если эта стоимость непосто­
янна, то вопрос решается методом вариантов или по методу проф. П. К. Соболев- ,
ского (рис. IV .4).
По П. К. Соболевскому грузы сводятся к схеме точек
Q2>•••> Qn> располо­
женных на прямой АВ на определенных расстояниях /3, /2, ... , 1П-г д р у г от д р уга.
Ог линии ОМ, параллельной АВ, через начальную и конечную точки 0 и М
проводят перпендикуляры, на которых откладываю т величину гр узо в: от
точки М — слева направо, а от точки О — в обратном порядке. Затем от точек О
и М проводят систему лучей. Тангенсы углов, образованных лучами с прямой
линией ОМ, пропорциональны величинам грузов, которые изображены против
этих углов. Через точки сосредоточения грузов на прямой АВ проводят перпен­
ди куляр ы и сточ ки приложения первого груза
строят ломаную линию, отрезки
которой параллельны лучам OP, OR и т. д. Таким ж е образом в обратном нап рав­
лении строят вторую ломаную линию с точки приложения последнего гр у за QnИз треугольников abc и cde видно, что
ос = ab tg
— lLtg а л;
do = r.d t.g a a =
/2 tg а й.
Ордината ломаной линии he = kd + d e = be + de, поэтому ke = li tg a x +
+ M g « 2A
Тангенсы углов
и a 2 пропорциональны величинам грузов Qx и (Qi - г Qz)
и т . д ., следовательно, ордината Ьс изображает работу по транспортировке груза
Qx ка расстояние /3, ордината ke — суммарную работу по транспортировке I
груза Qi на расстояние lYи (Qt + Q?) на расстояние 12. Т аким образом, ординаты i
ломаной линии, построенной из точки А, представляю т суммарную работу по
транспортировке грузов, расположенных слева от каж дой точки, которой соответ­
ствует данная ордината. Ординаты ж е ломаной линии, проведенной из точки В,
представляю т суммарную работу по транспортировке гр узо в, р асп олож ен н ы х I
справа от каж дой точки. Суммы ординат точек д в у х ломаных линий, располо-И
жеиных на перпендикулярах к линии АБ (в точках сосредоточения грузов),
представляю т суммарную работу или стоимость транспортировки грузов, рас- Я
положенных слева и справа от каж дой точки. Обязательными являю тся одииако- j
вые условия транспортировки грузов справа и слева.
17 8
i p #
ш
J -ч
т
1J
'•
iI
-
m
~3
1
m m m ь
|
Рис. IV .5. П ринципиальные схемы (а, б, в)
расположения
вертикальн ы х стволов при
вскрытии рудных месторождений:
1 — рудоподъемный ствол; 2 — вспом огатель­
ный; 3 — вентиляционный
График суммарной работы транспорта получится сложением ординат д вух
ломаных линий. Точка с минимальной ординатой будет соответствовать месту
заложения ствола. Если стоимость 1 ткм транспорта различна, ординаты предва­
рительно умножаю т на соответствующие стоимости.
При наличии факторов, ограничивающих выбор места залож ения выработки
(топография поверхности, ее застроенность, гидрогеология, расположение подъ­
ездных путей, расположение поверхностных сооружений и д р .), установленное
оптимальное место залож ения уточняется с учетом местных условий.
Расположение рудоподъем ного вертикального ствола по минимуму приведен­
ных нитрат. В зависимости от схемы расположения вертикальны х стволов
(рис. IV .5) различают три схемы вскрытия рудных месторождений:
фланговую (главный ствол находится на одном из флангов месторождения),
центральную (рудоподъемный ствол — в центральной части месторождения,
вентиляционные — на флангах) и центрально-сдвоенную схем у, когда месторо­
ждение по простиранию делится на д ва самостоятельных шахтных поля.
Если представить суммы приведенных капитальных и эксплуатационных
затрат выражением
3 l f I I , I I I = уу<г пр +
up,
(I V . 17)
ГЛС
I I , i l l — приведенная сумма затрат по соответствующей схеме вскрытия
ЕЯ/ пр,
пр — суммы приведенных капитальных и эксплуатационных затр ат,
то схема будет выгодна, когда
3i = F i(K i
пр, Q Пр) ->■ m in ,
( I V . 18)
при
Ki Пр = Фа (At L Я ср> qt Р, а /, £ t9)\
(IV. 19)
Q пр = у » (Л L Я Ср, </, Р ,а . /, Е%(э),
(IV . 2 0 )
где А — годовая производственная мощность рудн ика; L — длина месторожде­
ния по простиранию; /7ср — средняя глубина залегания рудного тела; q — удел ь­
ный расход воздуха на проветривание горных выработок; р — углы сдвижения
вмещающих пород; а — угол падения залеж и ; / — коэффициент крепости вм е­
щающих пород; Е — норматив эффективности; /э — продолжительность отра­
ботки запасов этаж а.
Взаимное расположение стволов и околоствольиых дворов определяется с уче­
том размещения железнодорожной станции, а т ак ж е комплекса зданий, в первую
°нередь здания подъемных машин (рис. IV.б).
На вновь строящ ихся ш ахтах расстояние м еж ду выходами должно быть не
менее 30 м , если надш ахтные здания и копры построены из несгораемого м ате­
риала, — не менее 20 м. У казанные размеры м еж ду стволами справедливы для
Стволов ш ахт, проводимых в устойчивых породах обычным способом. В других
С;1Учаях эти расстояния определяются проектом с учетом физико-у.сханических
179
свойств пересекаемых горных пород,
возможного водопритока в ствол и до­
стигают 70—90 м. На практике бывают
случаи, проходки сближенных стволов
с одним общим надшахтным зданием.
Т ак, на руднике «К ируна» (Швеция)
восемь вертикальны х скиповых рудо*
подъемных стволов и один клетевой
расположены в один р яд на расстоя­
нии 13— 15 м один от другого и имеют
обцее надшахтное здание длиной 115 м,
высотой 55 м, шириной 30 м.
Рис. IV .6. Взаимное расположение стволов:
а — при перпендикулярном размещении
железнодорожной станции относительно
осей подъемных клетей ; б — при п ар алл ель­
ном; 1 — ствол; 2 — ось железнодорожной
станции
§ 74. Порядок отработки
ш ахтного поля
П орядок отработки рудничных
(шахтных) полей принимается с уче­
том степени разведанности месторож­
дения,
заданной
производственной
мощности, условий строительства рудн ика, горного давления на рудный мае- ,
сив и других факторов. В горизонтальном плане различают вы ем ку шахтного
поля по простиранию (рис. IV .7) и вкр ест простирания. При выборе порядка
отработки шахтного поля основными являю тся вопросы горного давления на
рудный массив, физико-механических свойств полезного ископаемого, вмеща­
ющих породи наличия сбросов и дайковы х включений, где проявляется особая
опасность развития горного давления и горных ударов. Из условий горного
давления и осушения шахтных полей при отработке по простиранию наиболее
целесообразной считается схема отработки от центра к флангам.
Мощные месторождения м огут отрабатываться вкрест [простирания, от ви ся­
чего бока залеж и к леж ачем у; от леж ачего бока к висячему; от лежачего и ви ся­
чего боков к центру залеж и ; от центра залежи к леж ач ем у и висячему бокам.
Горное давление обусловливается в основном силой тяж ести подработанные
толш горных пород висячего бока.
При выемке руды в направлении от лежачего бока к висячему обрушенных
породы, перемещ аясь в направлении подвигания забоев, все время поддерживают
висячий бок и обрушение его происходит с отставанием от вертикали на 5 — 10 м.
Большие глыбы, отколовшиеся от висячего бока, постепенно опрокидываясь,
лож атся на породную подуш ку. Д авление на крепь распределяется более равно­
мерно, поэтому опасность самообрушения уменьш ается. Следовательно, при от­
работке крутопадающ их мощных рудных тел вкрест простирания фронт очистных
работ должен перемещаться от леж ачего бока к висячему. Д л я сверхмощных
месторождений (свыше 2 0 0 м) порядок отработки вкрест простирания с точки
зрения горного давления не имеет существенного значения и определяется в ос­
новном принятыми схемами осушения и способами их подготовки [43].
На величину горного давлени я заметно вли яет порядок выемки отдельлых
блоков в пределах шахтного поля.
Наиболее рациональной явл яется последовательная вы ем ка блоков по про­
стиранию, т а к к а к при этом вы п уск руды происходит в пределах зоны, свободной
от усиленного горного давления.
Порядок отработки шахтного поля по вертикали. В зависимости от числа
одновременно отрабатываемых этаж ей различают разработку одноэтажную , д в у х ­
этажную и многоэтажную. Кроме того, бывает нисходящий и восходящий порядок
отработки этаж ей. В горнорудной промышленности, к а к правило, применяется
нисходящий порядок отработки шахтного поля, т. е. свер ху вниз.
П орядок отработки шахтного поля по вертикали определяет глубину вскры ­
тия и вли яет на характер формирования и величину горного давления.
При бессистемной отработке образуются разного рода целики (м еж дукам ер­
ные, междублоковые, м еж дуэтаж ны е и др .), которые подвергаю тся наибол^Я
180
Рис. I V .7 . С хем а о тр аб о тки и осуш ен и я ш ах тн о го поля по простиранию :
а — от центра к ф лангам; б — ст флангов к центру; 1 — главны й ствол; 2 — вентиля­
ционные стволы; 3 — граница шахтного поля; 4 — депрессионная воронка; 5 — осуш ен­
ный массив руды
сильному давлению и создают трудности при их извлечении. Поэтому необхо­
димо стремиться к то м у, чтобы очистные забои в одновременно вырабатываемых
этаж ах располагались на одной линии под углом 45—50° к горизонту.
§ 75. У гл ы сдвиж ения и р азр ы ва горных пород
Н аклонные скиповые, монорельсовые, конвейерные, троллейьозные стволы
и наклонные или спиральные автомобильные рудоподъемные съезды (галереи)
располагаю тся, к а к правило, в горных породах за пределами угл а их сдвиж е­
ния и подсекаю т рудные залеж и на их нижней границе. Таким образом, угол
сдвижения налегающих пород оказы вает существенное влияние только на выбор
схемы при вскрытии вертикальными рудоподъемными стволами.
У глы сдвижения и разрыва зави сят от структурно-геологических особенно­
стей вмещающих пород, устойчивости р уд , глубины разработки, мощности и угл а
падения разрабаты ваемы х залеж ей, а т ак ж е от порядка и способа разработки.
У глы сдвижения и разрыва принимаются на основании рекомендаций на­
учно-исследовательских институтов, накопленного опыта разработки данного
или аналогичных разрабатываемых месторождений, близких по своим структурн о­
геологическим и горнотехническим условиям.
При подземной разработке мощных рудных залеж ей угол сдвижения вме­
щающих пород притшмается от 30 до 70—80°. При угл е сдвижения более 75 - 80°
увеличение глубины залегания практически не вли яет на эффективность сравни­
ваемых схем вскры тия вертикальными скиповыми и наклонными конвейерными
Рудоподъемными стволами, так к а к суммарные затраты на проведение и поддер­
жание откаточных кверш лагов, с одной стороны, и затраты на проведение рудо­
подъемных стволов и выдачу по ним руды и оборудования, с другой, взаимно
Уравновешиваются.
П редохранить поверхностные сооруж ения и выработки вскрытия от д ви ­
жения пород можно путем расположения их за пределами зоны едзижепия горHf>ix пород или путем оставления под ними охранных целиков из руды. Ко второму
способу прибегают редко, т а к к а к отработка целиков ведет к большим потерям
РУДЫ.
Р асп олагая стволы и сооружения за пределами зоны сдвижения, необходимо
Учитывать возможное уменьшение углов сдвижения по сравнению с запроекти­
рованными. Поэтому м еж ду границей зоны сдвижения и сооружением необходимо
°Став л ять предохранительную площ адку шириной не менее 25 м.
181
Расположение промплощадки на лежачем боку месторождения в 30— 100 м
от ожидаемой границы сдвижения поверхности при отработке последнего гори­
зонта обеспечивает надежную сохранность долговременных надшахтных зданий,
сооружений и стволов.
§ 76. Техника и технология горных работ
На выбор схем и способов вскры тия большое влияние о казы вает технический
уровень горных работ, обеспечивающих поточность добычи и невысокую себе­
стоимость при минимальных удельны х капиталовложениях.
С созданием автоматизированных многоканатных подъемных установок про­
должается успешное применение вскры тия вертикальными стволами с концен­
трационными горизонтами.
Дальнейшее развитие получаю т схемы вскрытия с выдачей дробленой руды
конвейерами по наклонным стволам или недробленой руды автосамосвалами.
Применение конвейерного транспорта для средних глубин имеет р яд пре­
имуществ: обеспечивается вы сокая производительность подъема руды , поточность,
имеется возможность автоматизации процессов дробления, погрузки , транспор­
тирования и р азгр узки на поверхности, упрощ ается комплекс поверхностных
сооружений.
Схемы вскры тия, предусматривающие выдачу руды автомобильным транспор­
том, позволяют о тказаться от подземного дробления, уменьшить размеры руднич­
ного двора. Отпадает необходимость в отдельных сооруж ениях на поверхности.
Основной недостаток конвейерного и автомобильного транспорта — малый
угол наклона вскрывающих выработок (для конвейеров 16°, автомобилей 6 °)
л их больш ая протяженность, что приводит к увеличению затр ат на их проведе­
ние и поддержание.
Создание мощных подземных автосамосвалов различных типоразмеров,
тягачей с прицепами и полуприцепами, троллейвозов, подземных подвесных
монорельсовых и моноканатных установок, конвейеров, конвейерных поездов
создает реальную возможность более широкого применения наклонных стволов
и съездов (галерей) д л я выдачи руды. Вместе с тем дальнейшее развитие открытого
способа разработки и постоянное усовершенствование подъемных машин верти­
кальных стволов, а т ак ж е намечающееся к применению подземное выщ елачива­
ние руд требую т проведения комплексного экономического обоснования при
выборе конкурирую щ их способов разработки и схем вскры тия, особенно когда
имеются предпосылки д л я применения наклонных стволов.
§ 77. Возможность открыто-подземной разработки
Граничный коэффициент вскрыш и. При выборе способа разработки в зави­
симости от условий зал еган и я, мощности залеж и, полезного ископаемого и нале­
гающих пород в проектной практике могут встретиться несколько случаев:
1. Целесообразность разработки всею месторождения открытым способом
очевидна (например, маломощные залеж и на небольшой глубине от поверхности);
2. Целесообразность разработки всего месторождения подземным способом
очевидна (например, маломощные залеж и на большой глубине от поверхности).
3. Разработка всего месторождения возможна открытым или подземным спо­
собом (например, мощные залеж и при большой глубине залегания).
4. Возможна комбинированная разработка месторождения: верхн яя часть,
как правило, разрабаты вается открытым способом, а глубинная — подземным
(например, крутопадающие зал еж и , выходящие близко к поверхности и рас­
пространяющиеся на большую глубину, а такж е горизонтальные и пологие з а ­
лежи, покрытые небольшой толщей наноссв в долине и мощной толщей пород
в нагорной части).
В первом, втором и третьем сл уч аях вопрос о разграничении способов раз­
работки отсутствует.
Однако при оконтуривании карьерных полей (и участков) д л я первого и
третьего случаев необходимо определить граничные коэффициенты вскры ш и.
182
В четвертом случае должны быть установлены границы м еж ду открытыми и под­
земными работами.
Сущ ествует несколько методов определения граничного коэффициента
вскрыши:
I. Из условия равенства неизменной с глубиной разработки себестоимости
полезного ископаемого при открытом и подземном способах:
к гр -
Сп° Д ~ Сот ,
Ьвск
(IV .21)
где К гр — граничный коэффициент вскрыш и, м:,/м3; Спод — себестоимость
полезного ископаемого при подземном способе, руб/м3; Сот — себестоимость по­
лезного ископаемого при открытом способе без учета затр ат на производство
вскрышных работ, руб/м3; СВс.к — затраты на производство вскрышных работ,
руб/м3.
Ф ормула применима в простых условиях и для ориентировечных расчетов.
II. Из условия равенства изменяющейся с глубиной разработки себестои­
мости полезного ископаемого при открытом способе и неизменной себестоимости
полезного ископаемого при подземном способе.
III. Из условия равенства суммарных эксплуатационных затрат на добычу
полезного ископаемого открытым и подземным способами и его переработку.
IV. Из условия равенства удельной прибыли при разработке месторождения
открытым и подземным способами:
I/
_ (Спод —
Ци) ^ Р .
ПОДЛИЗ. ПОД--- (С от — Д и) Яр. ОтАИ3. от
^ в с к Л р . от А из. от
г р ---------------------------------------р -------р--------к ------------------------------------------- ,
/ТЧ7 оо\
( I V . ZZ)
где Ци — отпускная цена полезного ископаемого, руб/м3; Ар. от, Ар. под — коэф­
фициент разубоживания полезного ископаемого соответственно при открытом
и подземном способах разработки; АИз. о т , Айз. под — коэффициент извлечения
полезного ископаемого соответственно при открытом и подземном способах
разработки.
V. Из условия равенства неизменных с глубиной открытой разработки
удельных суммарных эксплуатационных затр ат на добычу и переработку полез­
ного ископаемого и суммарной ценности извлекаемых из него компонентов (или
ценности сравниваемого с ним полезного ископаемого).
V I. Из условия равенства удельных приведенных за тр ат (изменяющихся
с глубиной горных работ) при разработке месторождения открытым и подземным
способами:
ту
_ (Сп. пос h Сц>цер ~1~^н^Спод) — (Ср. пос Стр. и 4- Ея К0т)
Сп. пос ”Ь Стр. в "Ь ЕцКисч
(IV . 23)
где Сп. пос — неизменные с глубиной разработки затраты (затраты на дробление,
п о гр узку и др.) на добычу полезного ископаемого подземным способом, руб/м3;
Сп. пер — затраты на водоотлив, вентиляцию и д о ставку полезного ископаемого
из шахты на обогатительную ф абрику, руб/м3; Ея — нормативный коэффициент
эффективности капитальных вложений; С0. пос, Св .пос — неизменные с г л у ­
биной разработки затраты (затраты на рыхление, экскавацию , опзалообразоваиие и д р .), приходящиеся соответственно на единицу полезного ископаемого и
вскрыши, руб/м3; Стр. и — затраты на транспортирование полезного ископаемого,
проветривание карьера и водоотлив, приходящиеся на единицу полезного иско­
паемого, руб/м3; СТр. в — затраты на транспортирование вскрышных пород
в отвалы , зависящ ие от глубины карьера и применяемого вида карьерного транс­
порта, руб/м3; А н о д — капитальные затраты , приходящиеся на единицу годовой
производственной мощности шахты по полезному ископаемому, руб/м3; Аог —
Удельные капитальные затраты на добычные работы при открытом способе р аз­
работки, руб/м3; Авен — удельные капитальные затраты на вскркш ные работы,
Руб/м3.
183
Если потери и разубоживание полезного ископаемого при открытом и под­
земной способах разработки м огут существенно отличаться м еж ду собой, то
К
=
ГР
(С ц . пос 4~ Сц. ucp 4~ Я нК под — Ц*) Я р. под Я п. под —
---(Ср. Прс 4~ С Тр. П 4~ ЕцК от— Цп) Яр. ртЯп.От
/TW Лдч
(Св. пос 4“ ^ тр .в + £нЯвск) Я р . отЯп. от
Д л я случаев, когда стоимостные показатели м огут быть приняты незави ся­
щими от глубины разработки, а потери и разубоживание полезного ископаемого
при открытом и подземном способах разработки отличаются м еж ду собой не­
значительно
I/ __(Спод 4“ -ЕнЯцод) — (С от 4" Е нКоч)
Лгр —
я
, р к
>
/т\ 7 ос\
ь в с к "г -СцАвск
где Япод, Яот, Я вск — капитальные вложения соответственно в подземный и
открытый способы разработки^(без капитальных вложений на вскрышные работы)
и капитальные влож ения на"'вскрышные работы.
V II.
Из условия равенства удельны х приведенных затрат на разработк
месторождения открытым способом и замыкающих затр ат на добываемое полез­
ное ископаемое
V
_ С з — (С о. пос + С тр . И 4 £ ц Я о т)
Лгр — — я -----------Г7 ^--------, Р к --------- •
^В. L10C ~Г Ьтр. в т ^нЛ век
/Т\7 о«\
vl v -гх>)
Формулой сл едует пользоваться при рассмотрении целесообразности доработки
месторождений открытым способом или вариантов разработки месторождений
с разной ценностью полезного ископаемого.
В результате выполненного анализа влияния на граничный коэффициент
вскрыши различных технико-экономических показателей открытых и подземных
работ получена обобщающая формула
0
Я кон- п
v-
(Сп. пос 4- С ц. пер 4~ £ нЯ цод 4 Спер, п 4" ЕрКиср. п) —
_________— (С о. дос
С тр. и 4- /ГнЯот 4~ Спер, о 4~ £цЯпер. о)______ i
С в . пос 4" С тр. в 4“ £нЯ век
(Сз. о 4~ Ср. о) — (С3, п 4- Ср. п)
(IV . 27)
С в. пос 4~ С тр. в “Г £ нЯ вск
где Якон. о — выход концентрата при переработке полезного ископаемого,
добытого открытым способом, % ; Я кон.п — выход концентрата при переработке
полезного ископаемого, добытого подземным способом, % ; Сыср. п, СПср. о —
затраты на обогащение полезного ископаемого, добытого соответственно подзем­
ным и открытым способами, руб/м3; Я п ер .п , Я п е р .о — удельные капитальные
затраты на обогащение полезного ископаемого, добытого соответственно подзем­
ным и открытым способами, руб/м8; С 3< ц , С3. 0 — плата за землю, приходящ аяся
на 1 м3 полезного ископаемого, соответственно при производстве открытых и
подземных горных работ, р уб .; С р . п > С р. 0 — удельные приведенные затраты
(на I м 3 полезного ископаемого) на рекультивацию нарушенной поверхности
соответственно при производстве подземных и открытых горных работ, руб.
Глубина карьера в простых природных условиях. Д л я однородных м есторо­
ждений полезны х ископаемых пластообразЕюй формы с относительно большим
размером по простиранию и выдержанными элементами^залегания поверхность
карьерного поля может быть принята ровной, а отметки дна карьера м о гут быть
одинаковыми. В условиях значительной мощности наносов учитывается разница
в затратах на разработку коренных пород и наносов через величину граничного
коэффициента вскрыши,
184
Глубина карьера определяется аналитическим методом:
тг
С В + СП
Як “ c t g a , + ctga„ П------ С~и
тн>
/ШОО\
(IV’28)
где Я к — глубина кар ьер а, м; /Си3 = 0 , 9 5 -7- 0 ,9 7 — коэффициент извлечения
руды из слоя; /Сгр — граничный коэффициент вскрыши, м8/м8; М г — горизонталь­
н ая мощность залеж и , м; а в , а л — угол откоса борта карьера соответственно
со стороны висячего и лежачего боков залеж и , градусы ; Св — затраты на р аз­
работку коренных пород, руб/м3; Сн — затраты на разработку наносов, руб/м3;
т н — мощность наносов, м.
Упрощенная формула (без учета разницы в затр атах на разработку коренных
пород и наносов):
Як =
Ctg a B И- c tg
ал
.
(IV .29)
v
При разработке наклонных и круты х залеж ей возможна выемка полезного
ископаемого ниже установленной границы карьера без разноса его бортов. В этом
случае глубина карьера
Н = Мг (А из^гр + 1) ~ £дн
ctg' a B -j- c tg а л
( 1 у 30)
’
v
9
где Влп — возможная минимальная ширина дна кар ьер а, м.
Приведенными выше формулами д л я определения конечной глубины карьера
можно пользоваться только при вы тянуты х по простиранию зал еж ах с относи­
тельно небольшой глубиной залегания, т а к к а к эти формулы не учитывают объемы
вскрыши от разноса торцовых бортов карьера. Д л я относительно коротких за л е ­
жей в условиях равнинной местности необходимо учитывать разнос торцовых
бортов карьера по формуле
Я, = 1 / ( а \2 '
к
У \ 2Ь ) '
(^ гр Ч - 1) З и — 5 Д
д
(IV .3 I)
Ь
2Ъ 9
где а = £/* ctg a * ; b — л ctg 2 a Cp; 1Х — длина уч астка борта карьера (по д н у),
м; а х — угол откоса борта данного уч астка, градусы ; а Ср — усредненный угол
откоса бортов кар ьер а, градусы ; 5 И — площадь полезного ископаемого по дну
к а р ь е р а ,'м 2; 5 Д — площадь дна кар ьер а, м2.
Д л я круты х и наклонных залеж ей , когда углы откосов бортов карьера
незначительно отличаются д р уг от д р у га , можно использовать усредненный угол
откоса бортов кар ьер а, определяемый по формуле
Тогда
Ср
_ Ctj/l ~\- #2^2 ~Г * * * 4“
li + h + * * * ■+■ In
(I V .32)
//к = t g a cp {V0,U25P2 + 0 f32/CPpS H — 0 , 16P ),
(IV .3 3)
где P — периметр дна карьера, м.
Преимущество аналитических методов — простота и быстрое решение задачи.
Глубина карьера в слооюных природных условиях. При определении глубины
карьера в сложных природных условиях широкое применение имеют метод в а ­
риантов и графоаналитические методы. Д л я определения границ карьера методом
вариантов поперечные геологические размеры по глубине разделяю т на горизонты
высотой, равной или кратной высоте рабочих уступов. Выбирается несколько
вероятных вариантов глубины карьера (2 —4 — при ручном счете и 5 — 10 — при
Машинном) и соответствующих им контуров карьеров. Подробный технико­
экономический анализ этих вариантов позволяет вы явить наиболее эффективный
вариант, соответствующий глубине Нъ карьера [93].
О тработка запасов одного месторождения открытым и подземным способами
,то взаимосвязанным технологическим схемам устан авли вается в вертикальной
и горизонтальной плоскостях, в их комбинациях и увязы вается во времени.
185
ГЛАВА 3
ОСНОВНЫЕ
ПАРАМЕТРЫ
ВСКРЫТИЯ
ШАХТНОГО
ПОЛЯ
К основным параметрам вскры тия относятся: размеры шахтного ноля;
высота этаж а; число этапов (ступеней) вскрытия; величина ш ага вскры тия и
число этажей в ш аге вскрытия.
Параметры вскры тия учитываю т природные факторы (площадь ш ахтного
поля, образованную внешними контурами рудных тел и границами разработки
по простиранию на основном горизонте шахты и глубину залегания залеж и ),
состояние и возможности горной техники (высота э таж а, число этапов (ступеней)
вскрытия) и экономические факторы (величина ш ага вскры тия и число этажей
в шаге вскры тия).
§ 78. Размеры шахтного поля
Шахтное поле хар актер и зуется длиной (£ш. п) по простиранию, шириной
(£ ш . п, вкрест простирания, глубиной(# ш. п) по падению оруденения (средней
и по горизонтам), объемом (V), запасами (Q) и коэффициентом оруденения (/Сор =
= ~у~ у гДе У — плотность руды в массиве), а рудные тела в шахтном поле —
длиной (L)y мощностью ( т ) , глубиной (И), углами падения (а ) и склонения (б),
рудной площадью (S) и содержанием полезных компонентов. Все эти параметры
шахтного поля имеют определяющее значение д л я вскры тия и подготовки место­
рождения. При этом размер по падению, т. е. глубина залеган и я (распростране­
ния) месторождения, д и ктует число этапов (ступеней) вскры тия и поэтапное
проектирование.
На геолого-маркш ейдерских планах изображаю тся проекции шахтного поля
на земную поверхность, контуры которого являю тся его границами в плане.
Конфигурация шахтного поля в основном зависит от хар актер а залеган и я м е­
сторождения.
На размер шахтного поля вли яет много факторов. Главными из них являю тся:
производственная мощность рудника (ш ахты), природные усло ви я, высота э таж а,
требуемые капитальные влож ения, эксплуатационные затраты .
При установлении размеров шахтного ноля возможны д ва с л уч ая: а) размеры
шахтного поля определяю тся величиной месторождения, достаточной д л я р аз­
работки его только одной шахтой; б) д л я месторождений со значительными за п а­
сами размеры шахтного поля определяются комбинированно: по принципу обес­
печения минимальных капитальных и эксплуатационных затр ат на 1 т добычи
за весь срок сущ ествования рудника.
По намечаемому в предварительном порядке способу вскр ы ти я, определен­
ной проектной мощности р удн ика, при известной высоте этаж а или ширине
панели устан авли вается сумма капитальных затрат и эксплуатационных расходов
на 1 т добычи 2 Q к а к функция от длины шахтного поля L , числа этаж ей или п а ­
нелей п:
ZQ = / (L, п).
(I V .34)
Д л я определения значений L и п достаточно совместно решить уравнения
(I V .35)
*dn2 * - о .
(IV .3 6)
Решение системы уравнений с двум я неизвестными L и п наиболее удобно про­
изводить графически (рис. IV . 8 , л). Д л я наклонных и крутопадающ их месторо­
ждений L обычно принимают при /г, соответствующем глубине разработки ме­
сторождения.
186
5
ZQ
10
О
I
l____I___ L____I___U___ I___ I____ L
100 300 500 700 900 11001300150017001,M
0
1
-
J___i__ I___L
1000 20003000 MOO 7000L,M
Рис. IV.8. Определение размеров шахтного поля:
аналитическим путем; б — графически
а —
Размеры шахтного ноля можно установить технико-экономическим расче­
том. Д л я этого последовательно задаю тся различным числом этаж ей: 1, 2, 3, 4
и т. д. и каж дый раз вычисляют dcc учитываемые затраты и расходы
дли ряда
значений длины шахтного поля L. По результатам расчетов строят графики 1, 2,
3, 4, 5 и т. д . (см. рис. IV . 8 , 6) и определяют в предварительном порядке размеры
шахтного поля.
Определенные размеры шахтного поля в предварительном порядке уточ­
няются по природным, техническим и организационным факторам.
При различных определениях размеров шахтного поля запасы руды в нем
должны обеспечивать работу горнодобывающего предприятия в течение норма­
тивного срока.
В связи с ростом масштабов добычи и совершенствования техники и техноло­
гии разработки увеличиваю т размеры ш ахтных полей и рудных площадей.
Д л я Никопольского марганцевого бассейна, к а к характерного в отношении
разработки пластовых месторождений осадочного типа, институт «Ю жгипроруда»
рекомендует размеры ш ахтных полей в зависимости от производственных мощно­
стей: 350 тыс. т руды в год — 1400X 2000 м, 500 тыс. т в год — 1250X2670 м и
1 млн. т в год — 2500X 2700 м.
Крупнейшие зарубеж ны е железные рудники (с производственной мощностью
2,5 — 12 млн. т в год) имеют шахтные поля длиной 1400—5000 м, крупнейшие р уд ­
ники цветных металлов — 400—3600 м.
Рудные площади наиболее крупных отечественных действующих рудников
находятся в пределах от 33 000 до 270 000 м2, зарубеж ны х — от 30 000 до 385 000 м2.
При окончательном установлении размеров шахтного поля необходимо
учитывать ограничивающие факторы: проветривание глубоких ш ахт и управление
крупным рудником. Д л я глубоких ш ахт, главной особенностью которых явл яется
резкое осложнение проветривания по температурным условиям , когда на глуб и ­
нах около 1,5 км необходимо иметь вентиляционные участки длиной не более
400—500 м, чтобы н ар яду с интенсивным проветриванием горных выработок не
Допустить величину депрессии у главной вентиляционной установки свыше
(7 — 7,5) 103 П а. Эти условия б удут вли ять на уменьшение размеров шахтного
Поля, особенно по простиранию.
М аксимальная рудн ая площадь шахты ограничивается пределами рацио­
нального управления производством крупного масштаба. Специфика горного
Дела т ак о ва, что руководящий состав, и прежде всего начальник и главный инже­
нер ш ахты, несут ответственность не только за ритмичную работу предприятия,
18 7
ff-fi
л 2 /Л v/л \/ / л х//л г/Л Р /Л V/Л О/л \‘/7'А\7ЛГ?Л • *
ч/
■ ш
щ
ш
ш
Щ
ш
А-А
Рис. IV .9. Схема подготовки крут.опадающих месторождений:
а — одним рудным откаточным ш треком и восстающими (/ — откаточный ш трек; 2 —
вентиляционный ш трек; 3 — восстающие; 4 — блоки); б — д в у м я штреками (/ — поле­
вой штрек в леж ачем б оку; 2 — рудный ш трек; 3, 4 — соответственно полевой и рудный
штреки вентиляционные; 5 — восстающие; 6 — блоки; hd — вы сота эта ж а)
организацию тр уд а коллектива в непрерывно изменяющихся природных усло­
ви ях , своевременное устранение вредного влияния случайных факторов на про­
изводственные процессы, но и за здоровье каждого рабочего. Это требует знаний
реальной обстановки не только на горизонтах, в блоках, но и в отдельных наибо­
лее опасных заб о ях , участия в ежемесячном и декадном планировании произ­
водства, что ограничивает масштабы производства.
Шахтное поле с установленными размерами р азделяется подготовительными
выработками на этаж и и блоки (рис. IV .9) при наклонных и крутопадающих
месторождениях и на прямоугольные, квадратные (рис. IV. 10) или ш естиуголь­
ные панели при горизонтальных и пологоладающих месторождениях.
188
Рис.
IV . 10. Схема
разбивки пологой или
горизонтальной зал е­
жи н а панели и блоки:
А — схем а панели
(а — откаточный
штрек ви сячего бока;
б — откаточный
штрек леж ачего бока;
6
—
откаточный орт;
г — граница панелей;
I, II, I I I ... — номера
панелей, 1, 2, 3 . . . —
номера блоков в п а­
н ел ях); Б — деление
пологой зал еж и на
панели 1 и блоки 2
(5 Д— рудоподъемный
ствол; 4 — вспомога­
тельный ствол; 5 —
главн ы е ш треки; 6 —
панельные откаточ­
ные ш треки; 7 — бло ­
ковые восстающие;
Я — вентиляционный
ствол; Ъп — ширина
панели)
§ 79. Высота э т а ж а
Э гаж — часть шахтного поля, ограниченная по падению откаточными и вен­
тиляционными ш треками, по простиранию — границами ш ахтного поля.
Высота э т аж а вертикальная — эго расстояние по вертикали м еж ду проек­
циями на вертикальную плоскость откаточного и вентиляционного штреков дан­
ного этаж а. В отличие от наклонной (измеряемой по наклону м еж ду основными
горизонтами) вертикальная высота — величина постоянная, не зав и сящ ая от
гипсометрии пласта.
На высоту этаж а влияют следующие основные факторы: горно-геологиче­
ские — размеры (мощность, длина по простиранию и глубина по падению),
форма и угол падения рудных тел; горнотехнические — системы разработки,
порядок отработки месторождения, условия поддержания горных выработок,
условия и безопасность ведения горных работ, время подготовки и отработки
этаж а (горизонта); технико-экономические — запасы руды в этаж е, ценность
и содержание металла в р уде; объемы и сроки проведения горно-капитальных
и горно-подготовительных работ и связанные с этим затраты ; затраты на под­
держание горных выработок; стоимость подъема, водоотлива, доставки людей
и материалов.
Вскрытие и подготовка э т аж а могут быть выполнены тремя способами:
простым, допускающим начало подготовки блока только с откаточного горизонта;
транспортными съездами (галереями) — разделением э т аж а промежуточными
горизонтами, пройденными от наклонных вспомогательных съездов (галерей);
ярусным — разделением э т аж а на ярусы (полосы из нескольких подэтажей)
вспомогательными горизонтами, пройденными от ш ахтных стволов (слепых
м еж дуэтаж ны х или с поверхности).
Высота этажа при простом сп особе вскрытия и подготовки. Исходя из
производственной мощности ш ахты и подвигания очистных работ по простиранию,
высота э таж а (м) при разработке пластовых месторождений
■
<1V' 37>
где А — годовая производственная мощность ш ахты, т; а — угол падения пласта,
градус; Р — коэффициент разубож и вания, доли ед.; п — число кры льев в одном
разрабатываемом этаж е; L — годовое подвигаиие очистных работ по простиранию
в одном кры ле, м; т — истинная мощность рудного тела, м; у — плотность
руды в массиве, т/м3; т] — коэффициент изЕлечения, доли ед.
Если вскрытие этаж а совмещ ается во времени с подготовкой выш ележащ его
этаж а, то минимальная высота э т аж а (м)
^
'•э min ^
A W a tn O -P )
/TWOQV
----------?
(IV .о о )
где Р7ц = —— = 1,1-г 2,5 — коэффициент опережения (большее значение для
*а
особо неблагоприятных условий; t0 — продолжительность очистной выемки,
год или доли года; tn — продолжительность подготовки э таж а, год или доли года).
В случае опережения вскрытия и подготовки по отношению к очистной
выемке выш ележащ его этаж а
и
^
«э mm >
п^в. п ( 1 — Р)
,
1^в. п == —z-------= 1,1-=-2,5 — коэффициент опережения
(IV .39)
(большее значение
*в. п
для особо неблагоприятных условий); tB, п — продолжительность вскры тия и
подготовки э таж а, год; S — площадь вскрываемых или подготавливаемых з а ­
пасов.
где
190
Т а бл и ц а
IV .8
рекомендуемая вы сота э т аж а для различных систем разработки (м)
ло М. И. Агошкову и Г. И. М алахову
Без промеж уточ­
ного горизонта
С промежуточным
горизонтом
Система разработки
П отолк оуступ н ая и сп лош н ая с р ас­
порной крепью
П одэтаж ны е штреки
С м агазинированием руды
Горизонтальны е и наклон н ы е слои с
зак ладкой
С креп лен и ем без зак ла д к и
Со станковой крепью и закладкой
Слоевое обруш ение;
к р утое падение
п ологое падение
П одэтаж иое обруш ение
Этаж ное обруш ение
Комбинировапные системы:
с зак ла д к о й камер
с открытыми и с магазипирозанны ми камерами
от
до
от
до
30
60
60
80
50
40
30
100
75
50
—
60
60
—
100
80
20
30
40
50
40
50
60
80
30
20
40
60
60
40
75
100
—
—
—
—
—
—
—
—
40
50
60
100
—
—
В ремя на вскрытие и подготовку при заданной высоте э т аж а л0
/ _
^ ? г1
(I V .40)
A W „ ( l — Р)
или
haSyr\
•п
(I V .41)
AWv.u(l— P)'
Если tB или /в . п меньше времени, требующегося на подготовку илл вскрытие и
подготовку, необходимо увеличить высоту э т аж а или вести добычу одновременно
на д в у х этаж ах .
Высота э т аж а может приниматься т а к ж е по практическим данным
(табл. IV . 8 ).
Применение лифтов д л я подъема людей, материалов и оборудования в к а ж ­
дом крупном блоке, позволяет увеличить высоту эт аж а по срашюнкю с обычной
50—60 м до 75—90 м и более.
Высота э т аж а, определяемая по средней себестоимости и по критерию «се­
бестоимость прироста параметра», дает узкую область экономически равноценных
значений параметра. Т ак к а к высота э т аж а зависит от капитальных затр ат на
Подготовку горизонта и эксплуатационных расходов на 1 т извлекаемых запасов,
то в общем виде средняя себестоимость 1 т руды может быть вы раж ена формулой
С = КгХ + - ^ ~ ,
(I V .42)
1S
гДе КгХ — эксплуатационные расходы, коп/т; — ------расходы от погашения
А
вЬ1работок, обслуживающ их этаж , коп/т.
По ф орм уле (IV .42) строится граф ик зависимости средней себестоимости 1 т
РУДЫ от высоты этаж а и оп р еделяется ее о п ти м аль н ая величина.
191
Рис. IV. 11. Схема вскры ти я и подготовки этаж ей вы со ты 120 и 235 м транспортными
галереями н а руднике «К и р ун а» (Ш веция):
1 — рудоподъемный ствол; 2 — р удо сп уск; 3 — вспомогательный ствол дл я подготовки
новых горизонтов; 4 — автотранспортная галер ея; 5 — погрузочный заезд под у ч а с т к о ­
вые р удо сп уски ; 6 — этаж ны й откаточный штрек
При вскрытии и подготовке транспортными галереями (заездами) с приме­
нением самоходного оборудования (рис. IV. 11) высота этаж а определяется кон­
структивно но размещению подземных бункеров и рудоподъемных стволов, по
времени подготовки рудных запасов и можег составлять 2 0 0 м и более.
Высота этаж а при вскрытии и подготовке ярусным способом со ставляет
не менее 150— 160 м (рис. IV. 12).
Рис. IV . 12. Я русн ая схема вскры ти я и подготовки этаж ей :
А БЕГ и А* Б'В'Г' — площади ш ахтного поля на гор. / и гор. i — 1; 1Ш u и &ш П—д л и ­
на и ширина ш ахтного поля на гор. i; Iq к и /м к — длина большого и малого кры льев
шахтного поля; hQ и Ля — вы сота этаж а и я р у са ; а — длина блока
192
Ярусный способ вскрытия разработан д л я наклонных и кэутопадающ их
зал еж ей с использованием к ак существующего горного оборудования, т а к и с а ­
моходной техники [98].
В каждом конкретном случае оптимальная высота э т аж а должна опреде­
л яться д л я строго установленных условий.
§ 80. Число этап ов (ступеней) вскры ти я
Число этапов (ступеней) вскры тия зависит от глубины залегания рудных
тел и возможностей применяемого оборудования подъема.
В ертикальные стволы позволяют производить одноступенчатое вскрытие
до глубин 2—2,3 км. При вскрытии более глубоких месторождений число ступеней
может быть 3—4 и более.
Наклонные стволы, спиральные съезды (галереи) м огут применяться в любой
ступени вскры тия. К ак показала практи ка и исследования, наклонные стволы
целесообразны: до глубины 150 м — когда д л я выдачи руды применяются (исполь­
зую тся) тягач и с прицепами (при Аг < 1 млн. т/год); до глубины 250 м — само­
свалы (при Л г = 0,5 — 2,5 млн. т/год и более); до глубины 400 м — скипы и
монорельсовые дороги (при Лг = 2—3 млн. т/год); до глубины от 250—300 до
500—700 м — конвейерные подъемы (месторождения пологого и наклонного
падения) [25].
§ 81. Шаг вскрытия и у гл у б к а стволов
Шаг вскрытия . Д л я месторождений небольшой (до 300 м) и средней глубин
(от 300 до 1,6 км) залегания рудных тел величина ш ага вскры тия в ряде случ аев
не имеет значения и такие месторождения, к а к правило, вскрываю тся в один
этап.-Ш ахтны е ноля, рудные тела в которых залегаю т на глубине 1,6—2 ,5 км
и свыше, определяют не только число этапов (ступеней) вскры тия, но и число
ш агов вскрытия в каж дой ступени, а т ак ж е периодичность проектирования р аз­
работки месторождения.
Величина ш ага вскры тия по практическим данным колеблется от 400 до
1000 м, ш ага угл уб ки — от 100 до 400 м.
У глубка стволов. В зависимости от направления движ ения забоя у гл у б к у
стволов производят свер ху вниз, снизу вверх и комбинированным способом —
сочетанием первых д в у х . Наибольшее распространение получил способ угл уб ки
стволов сверху вниз и в зависимости от места установки подъемной машины
и р азгр узки породы осущ ествляется по схемам:
схема I — подъемная машина установлена на поверхности, р азгр узка по­
роды производится на поверхности;
схема II — подъемная машина установлена на поверхности, вентиляционном
или рабочем горизонте, порода р азгр уж ается на рабочем или вентиляционном
горизонте;
схема III — подъемная машина установлена на поверхности или на какомлибо горизонте, порода р азгр уж ается на углубочном горизонте и вы дается по
наклонному ходку (уклону) или слепому стволу на рабочий горизонт (к а к в а ­
р и ан т— к ранее пройденному стволу);
схема IV — комбинированный способ: снизу вверх проходится гезенк или
скваж ин а, затем ствол свер ху вниз расш иряется до проектных размеров.
У гл убку стволов по схеме I применяют: д л я стволов, имеющих в сечении
специальное углубочное отделение д л я пропуска проходческой бадьи; д л я ство­
лов, в которых по условиям эксплуатации имеется возможность заменить один
из постоянных подъемных сосудов бадьей, а второй — сосудом большой емкости;
Для стволов, в сечении которых располагается несколько сосудов с независимыми
подъемами и один из них можно использовать д л я навески проходческой бадьи;
е°ли все сечение ствола по условиям эксплуатации можно использовать для
Углубки при возможности размещения на поверхности временной подъемной
Машины или использования постоянной. Схема рекомендуется д л я стволов с на4ильной глубиной до 500 м. Шаг угл уб ки неограниченный.
~ П/р В. А. Гребеню ка и др.
193
У гл уб ку стволов по схеме II применяют: для скипо-клетевых стволов при
работе клетевого подъема до вентиляционного горизонта и скипового — до рабо­
чего; д л я скиповых стволов при двухгоризонтной выдаче полезного ископаемого;
если по условиям эксплуатации постоянный сосуд можно заменить бадьей, а на
вентиляционном или рабочем горизонте есть место д л я приема породы и спуска
крепежных материалов. По схеме II рекомендуется производить у гл у б к у при на­
чальной глубине стволов более 500 м. Шаг угл уб кн неограниченный.
У глубка стволов по схеме III применяется в тех усло ви ях, когда не представ­
ляется возможным применять схемы I и II.
У глубку ствола по схеме IV осуществляю т, когда работы, связанны е с э к с ­
плуатацией шахты, не позволяют угл уб л ять ствол свер ху вниз, а подготавливае­
мый горизонт вскры вается другим стволом или уклоном. Данную схем у можно
применять только в крепких устойчивых и достаточно сухи х породах. Ш аг углубки ограничивается 100— 150 м.
§ 82. Число этаж ей в ш аге вскры тия
Число этаж ей в ш аге вскрытия достигает семи. Концентрационный горизонт
устанавливается через 2—6 этаж ей . Оптимальный ш аг проходки рудоподъемного
ствола при средних усло ви ях залегания месторождения должен обеспечивать
вскрытие не менее 4 — 6 этаж ей высотой 75—80 м.
Величина ш ага вскры тия, угл уб ки и число вскрываемы х этаж ей имеют
важное экономическое значение в смысле избежания излишних затр ат на вскры ­
тие, р азведку и переподъем воды и и р.
ГЛАВА 4
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ВСКРЫТИЯ
И П Р И М Е Р Ы ИЗ П Р А К Т И К И
§ 83. Выработки вскры тия
Выработки вскры тия подразделяю тся на основные, имеющие выход на
поверхность, и подземные, не имеющие выхода на поверхность.
Расположение вскрывающих выработок относительно месторождения может
быть: по месторождению, в породах лежачего или висячего боков, в центре и на
фланге.
Вскрытие основных, концентрационных и промежуточных горизонтов, как
правило, осущ ествляется этажными кверш лагами. При горизонтальном зал ега­
нии месторождения вскрытие может быть без кверш лагов (при пересечении ме­
сторождения стволом).
Ш ахтные стволы разделяю тся по основному назначению: рудоподъемные,
породоподъемные, воздухоподающие, ярнтилянионные, вспомогательные (для
спуска и подъема людей, оборудования, материалов, подачи закл ад ки в рудник).
Воздухоподающие стволы оборудую тся, как правило, только установкой для
спуска крупногабаритного оборудования (электровозы, вагоны, с а м о х о д н о е
оборудование, дробилки и др.).
§ 84. Методы и способы вскры тия
Метод вскрытия рудных месторождений вклю чает в себя основные п а р а м е т р ы
вскрытия, которые рассматриваю тся с учетом основных параметров рудника и
факторов, влияющих па выбор схемы и с п о с о б а вскры тия. Кроме того, у ЩЩ
вается: место залож ения концентрационных горизонтов, горизонтов д л я распоЛ0 '
жения подземных бункеров (и их емкостей), дробильных и водоотливных у с т а '
новок и водосборников, выбор последовательности развития горных работ п*
проведению основных откаточных выработок. Исходя из горнотехнических УсЛ°|
вий залегания месторождения, запасов и ценности руды , п р о и з в о д с т в е н н о *
194
мощности рудника, глубины разработки, условий тр уда (температура, запылен­
ность, влажность) и принимаемого режима работы рудн ика, определяют: число
и оснащенность рудоподъемных, вспомогательных и вентиляционных стволов
ш ахт, расположение их относительно р у д н о г о тела; последовательность вскрытия
совместно залегающих рудных тел; независимое вскрытие каждого рудного
тела самостоятельной выработкой; совместное вскрытие всех рудных тел общей
главной выработкой, смешанное вскрытие отдельных р у д н ь т х тел самостоятель­
ными выработками.
Рациональный способ вскрытия должен удовлетворять следующим тре­
бованиям: обеспечивать безопасность труда и благоприятные физиологические
условия для работающих к ак при проведении горных выработок, т ак и в период
разработки месторождения; быть наиболее экономичным по капитальным затр а­
там, эксплуатационным расходам и обеспечивать полноту выемки запасов руды,
необходимые темпы вскрытия и интенсивность отработки месторождения.
Рациональный способ вскрытия выбирается из вариантов, приемлемых для
данного шахтного поля, на основе технико-экономического сравнения.
§ 85. Классификация способов вскры ти я
Вскрытие ш ахтных полей (месторождений), разрабатываемых подземным
и комбинированным открытс-подземиым способами, целесообразно рассматри­
вать раздельно (табл. IV .9 и IV. 10).
Т абли ц а
IV.9
Классификация схем совместного вскры тия карьерного и шахтного полей
при комбинированной разработке месторождений
Группа
С хем а в с к р ы т и я
П ервая — с транспортированием гор­
ной массы из карьера и шахты
Вертикальными стволами общего н а­
значения (для выдачи всей горной м ас­
сы из карьера и шахты)
nq общим карьерным
(траншеям)
выработкам
Наклонными (конвейерными) стволами
общего назначения (для выдачи всей
горной массы из карьерг и шахты)
по общим подземным выработкам
Штольнями с конвейерным или ж елез­
нодорожным транспортом (для выдачи
горной массы из карьера и шахты)
В торая — с частичным транспортиро­
ванием горной массы
Крутыми траншеями и вертикальным
стволом в контуре карьера
по общим карьерным выработкам
Третья — раздельным транспортирова­
нием горной массы из карьера и
Шахтного поля
7*
Крутыми траншеями
(конвейерным) стволом
ера
Крутыми транш еями и
выдачи горной массы
и наклонным
в контуре кар ь­
штольнями д л я
из карьера
С раздельной выдачей горной массы
из карьера и ш ахты по соответствую­
щим схемам
195
о
>
1
то
S я в 03
S
е* 3
OI 33
£ 0=> си
о
5- о яи
'-■ я
« о
гzr с VO
н \о
1 I =я
СЧ н о
X
я
к
«о=;
_ S
X н
X
03
Z*
св
аЯ« с о
Я
о
я
(X
<ч g о.
Я
С Wл V!
°
<
1> .
2 к и
яи хн
£=3
О
аз
*
Я
н >«
Э.З
О-.
ы
к
я X Ч
О ^_
S
О я
Е- 03 X Я с я
я
з то о
£ - ю а о \о
то >-. гГ С
X
о Т
нО3 5 s О
я г
О О)
8х сх
2
X«
Я
О
>я
Д5 \С
ф
о
м
о
\о
ко «г
«5
>,
\о К
о а.
Кляг.сификаиия способов вскрытия при подземной разработке месторождений
о с
1
к X
н 0>
н
о
о
X i Xо
ТО
.8 5 "
«то
о
= *
Is
4
и о
То я
Л
ф ■*
Л
* Н
—■4>
Эа
£
4) ос
Си
£
а
<и о
Г( X
Й ^ «
^
X
<5
я
о Н
я о
то си
с
то
2 §
т §я
22
^ о Й
Я
м ^
3 «к
4 Я 8D
*5
То3к ^ О <
си о
Й
о я
я Й
4> § е §
Н fQ
о £ Я в
Си & Си ^ „ ф
^ яО О оR „ к
CQ
X О
в“
X о.
sгз' Л2
Й°
42>с
•5 и то
о
Я
п
£ * си
в
»
3
н
то
3
-4 0
ё!
о
и
«O v S k C O S
^
к
си
я
§CU 5 SCT) R 1о 1Я 1о
с 03
S3
о
я
Я ОЙ
£ S
ф
гг
<и
-Я
0 40 оси Ф2
1 р. я “
О. Я
s br
то
- я
Й
0 а« . °- ф
о о
3
°
1и
’
05
* ТО Й йГ ято
с>
—
• s—
то\о
£ 3 сh 3
сс
оЛ
ь о5
\о
03 с
я
5 *9* то I §
2
к « JX£я
5я « Й_
в 2
яa а то
о 03 3 “ o -S
я w
О Я 2 ш jj
яЯ то
О*но
и
Sia*
S3 °а,
0.0
« ь
о °
ю£
•Г
та,о
3 * «*.
аЗ «в' £цО
Й с - v* О И
Я
То о
0-0
о 2с
\0
19 6
з!
i 3 vb
Ou О : CQ
■ <
1
<L1>
иs %
о
S я
си>я
с о
W
*Г
о
то
си
я
а. у
о то
tfl сх
f2
о1 я я1
си <Уси
я .0 о
о Й
я то
я 1ч
я ф
§*
>, 4) яи о
Я ч>
и
н о
о я
<ч >* о о о
=5 о
то <у я
о <1>
я 3 я
•— С)
к
то
ч я Си
я
s
2 то eg в -<C-J
н
С) С
я
§§ к . а ла ято у 0^
я
S
►
W
то
я
о
6 f
си с ;
с
о ГТ
*.
® я 3 £
* gв. s«г ч« ' оя
о^5
^
Я Ф
Н О я S
S
Я С.
CU ф
ф
гЗ
бш й
g : фн %
£_ ТО ^ Я о о> о
а
со о
я
г<> 2
ф
Jtf
о
Н
тои ^ тооt
*Жто
т~*Он
ОС
со .
то то fc Я
Я Си Си
-■-. Г-4 ^X 1,
s g aТО sято
§а§
«
«
Я §
о
ч й
5 >* .
5 о.
«
1
S
g :5 S
Л
2 вяЛ _о
Sr
о
3
^ я
i о
« й
Р
сч
то
я
о ,
в *
я о
ч
™
то о
нн
Ef Я о
о о S2
Я
А
то я
03
* Й си ^
о
Л ри
си
« ^
2 С
с
з;
то
С « з :ч
в
си g
фН
5
т
Ч Я ф
3 f-1
я «
»я
CQ о
я
I Я
*я S
Сн
1°
то СП X
^ \р Р
X
е ^ <п 2 -О
Я
^Д*
aЙ 5 ю
8
Г
П
\о «о § я
М2 w Н ЯО
Л и я о ОЯ
»
CQ « х о О Я
о
2в о8 ;s s
ОО С Р.
^ 0 3
« Й
>>
1
Кто
ф §
0 а к 3 м
О СО
0
то я X я
1 >> я £
си
ч
S~ хх
2
•2 *
I
си
я
5
я
2.1
то<
то о :
.. ч ч :
<
у о То <
и си СО, *
Д
S SН S4>
то >>
5 u H
J- °
яЯ г~
О
(J
I I 5
3O Я
s
TOT
s i
* 00 6
5я «о
S a 2 K
^ Я £ H
s g l^
X
к са
g :g
то £
я 5
s l =£
я <в о
S g сх
о >» ^ я Н о
“-Но
с
О
Оо
3*. ►
S*• H ”Я
->
о
CC ЕГ о cx
о
t=<
o g
>1 =r
X
2S о
« о
J3 \0
К
К
О 5
н5
8 я
3 8
CQ«
5 *
»Й( ?я
О Ю H-
я о
cu о
1О
_О
с 5S Я
C
J ТО*
з- си
КОЗ
в ь
95 я
О
3 хто си
о \о
о £ ^ х а> l. то
з ё ° § S а.
£ S 2 ° з. *>> Ъ
о - х Я 23 Ь*
’я—
' ОJ2 Си ^ ТО ^
—. о 2 а» >» «Л о
^ н S £2 См CJ £
fc(
£ я
О
О
О
н
Я
то
СС
О
си
о о>
ОК
8 о
ЭС
5* ТО
О) Сц
О Н
о
о
I
я
я
я
*
о
S
о
«
о
«
о
VO
-Д
Си 3
я
о vp
«
о
о
н
£-
ч
о
н
X
3
я
a
, 04
t
оr
fc
а
1
я
вы-
s f
>£ л
о Си
о о
- •§«
1
о
си
о
н
о
а>
3
о
Штольн
о
1
CD о
ч о
X о
то о
г*
о я
си О
о я
я с
я
>,
ь
и
о
р?
и
§Я ои
Я
о
о у
2>
е* ТО
X *
О
К
ч>
о.
о
я *
м 3 3 я
я 2 * 1я
м а - О
5 - то о, 3 ?>, «то
о «**< я тяо сц Н
я н
о
*н
с
о \о
t=c си
ГГ Я Я
ТОСи
я
:S
о.
А
Я3
23
>Я I Я аЯ~ =-0
3
о м о 3 то
к
си
то
я я я
SЙ о03 ^^ *я
■ ^ 5 2 Я S
U
а я я
о а>
ч
о
* е
■я о
Л
я _
?Я
Ч 3
CQ
С CQ-0«
о§
s е
си о
У
3 <
Я >Я
3 оя яо
4то
d
Спиральная
работка
Штольня
СО
н
Си
1)
CQ
г*
ю
to
я
2 °
х с
Я & то
е* с;
s' <
t_и
к Я
£ Cf
«° о
Оси
а
«з
л \ Я- e s c ;
«Я
2
•Й
4 S
я
W с*
Ко
я
197
2Си *“
5
°
5Ио
5S ~
2.3
~О X
Вр.О.
°
с.) °о Ю
3 -fi2
sK
еэ а
о н
я 2
Я
О аЙ
Й
о
о я «
ч
О
о
cl
я яя га
р я
3 са
ь- яСц
2 о кя
га са
са
Н
я
3
ч »Я оя «и « я
KJ-
?
0>
о
н
о
о 1
PR
о
.о
R
оО
о
гао
О
с. О
о о
о о
оо 4Я
>
оS)3^
CQ
О
VD Я
СС
и
о !
о
Н
^Н
35 °о
х *
S О=
=г°«
о2>о
с
(с а>
Г- «
С г.
vo
о
« с
5с. ?о
н о
га Я
я: S §* 6 о
*а
X х >■<
et
I
я я
О I
<У
Л с®о 3 2 о h с?
Я I з
<и 3
Я с £
О- я
& ■ КЖ о.
с я
га о >• о
ы . и - са и CQ го
НЯ
я о
sя §<у>ег
^ ГУИ
^>
а з s *S Р
~и и. ^
С
2 =С
2Ч ^я О= О
с =оо^^Я£ е2 ^<у и:
О СС О
(J
3н
X *Я
ф
*Э
§о
Я
*Xо
2Q2ж
C
х
о Я
к л
с
;
«ой
>
ASS
х а
я £
-г a
= о
2с
а>
5«
b
^
~ о
я
ж я
«sa
1са*о 5 5
ООО®
V С С й
ссо О 2
к 5 Й
Jr
ос- си
С
= о. о
са я я
о
Н
OJ
X
, Ч
о оя
X ро
»я о.
-Й
1>»я
Я <
са
оя
5 ° а>
Чс ч
S ° о
£ ч я
&
5 си я6 гг с5 я sSoя 2кI 2I 5 I ся
га 3
с я
»я я = 3 х ^“ р
\о a> я о
_. Я С1.
3 .»2 ►
^
°
^ Ч ,« о. Ч
Ч
<
х
>
X
«’Я о
я
О
5
° a c
«
jS
СО
198
га I •
»Я х 33 *
£ §“ §§
5 S я 8 g
§ J Й -Н
Я ^
S“ fS-г г-н
.Q я<у *.
<т> К t f J
£
о 33
о ;<
33 ^ га
Си
« о д
: и
о
О Я ^
я<и о
°^ о б £ ^
bA 23 си 3 3
о Ёж я я я
о
е{ I 3
Си(о
С
О
н о> са
>Я О яга яо
3
$% оо
84 *3
га я
«я 2о га <у <и
о к~ Ь
Я
н *а к(
сиel сц о га
<Dо о я Ч
CQ Я Я С 2-& -
С
и
о
м 2~
о
о
Н
О
я ' § :
о
55
Е§
С. о
а н
си
Н
X
н
5 о
о ~
Н со
я « о
о *а
я я н яга я
я
ч о *5 ~ о
о
га
IS я^ га
с- я
к
о. яо яя н
о
с
ч ^^
о
Н
С Д.
Й
^ л
Ч
о я«а я
S
Я
я
■ia
Ь
О
\р
г
а<
У
сц я
S2 Я
яо
_ЯQ
>>
■
сэ к 5
5Я 2 m
3 я и- га
я »я о я га
я о
-а я
. о я =3я ч
га га
*ч
«
СЦ
СО
§ 86. Практика вскры ти я месторождений
Одноступенчатое вскрытие вертикальным рудоподъемным стволом шахты.
Крутопадаю щ ее месторождение представлено несколькими рудными телами
линзообразной формы, имеющими мощность от 3—5 до 120 м и распространя­
ющимися на глубину 900 м, а по простиранию — до 800 м. Руды неустойчивые.
Месторождение вскрыто пятью вертикальными стволами круглой формы
одной ступенью на глубину 980 м с различным шагом вскрытия по каж дом у
стволу в зависимости от его назначения (рис. IV. 13).
Главный рудоподъемный ствол глубиной 980 м, диаметром 5 м и главный
воздухоподающий ствол глубиной 676 м, диаметром 6,5 м, предназначенные для
сп уска—подъема рабочих, материалов и оборудования, имеют центральное рас­
положение. Воздухоподающий ствол глубиной 774 м, диаметром 5 м, предназна­
ченный д л я подачи по трубопроводам бетонной смеси для закл адки , расположен
на северном фланге месторождения, а воздуховыдачные стволы глубиной 773 м
(диаметр 6 м) и 876 м (диаметр 5 м) залож ены на юго-западном фланге месторо­
ж дения. Все стволы располагаю тся в лежачем боку месторождения за пределами
углов сдвижения пород, которые приняты: по леж ачем у и висячему бокам 70°,
но простиранию 80° и в наносах 55°.
Д л я вскрытия новой залеж и за пределами у гл а сдвижения пород проекти­
р уется слепой ствол с 12 до 17 горизонта на глубины 280 м (диаметр 5,5 м).
Этот ствол предназначен д л я подачи свеж его во зд ух а, сп уска—подъема
рабочих, материалов и оборудования, а т а к ж е выдачи породы от проходческих
работ.
Р уд а, добытая из новой залеж и , будет транспортироваться к разгрузочным
камерам и по системам рудоспусков поступать в рудные дозаторы д л я загр узки
скинов и вы даваться по скиповому стволу. Все стволы закреплены железобетоном
толщиной 250—300 мм.
Подготовка месторождения осущ ествлена полевыми этажными ш треками по
кольцевой схеме с высотой этаж а 50 м и системой рудных и породных рудоспу­
сков, разгрузочно-перепускных камер, рудных и породных дозаторов с кон­
вейерной выработкой. Системы разработки — этаж но-кам ерная и слоевая вы ­
ем ка с закладкой.
Вскрытие прямолинейным наклонным рудоподъемным стволом — (рудник
нм. Кирова).
Р уд а представлена тремя типами — мартитовыми, гидрогеиатито-мартитовыми и гидрогематитовыми.
Н а руднике пройдены два наклонных рудовыдачных конвейерных ствола
длиной по 3 км, под углом 16° (рис. IV. 14).
Вспомогательные и вентиляционные вертикальны е стволы расположены
вне зоны сдвижения вмещающих пород.
Конвейерные рудоподъемные стволы сечением в свету 18 м2 пройдены парал­
лельно д р уг д р у гу на незначительном расстоянии.
В стволах смонтированы ленточные конвейеры и проложены рельсовые пути
Для ф уникулеров, предназначенных д л я хозяйственных и вспомогательных
целей.
Конвейерная устан овка имеет шесть ставов длиной 500 м каж ды й, с шириной
ленты 2000 мм и скоростью движ ения 3,15 м/с.
Производительность конвейерной установки 5000 т/ч или 30 млн. т руды
в год.
Согласно проекту, выполненному институтом Кривбасспроект, отбитая
РУда из очистных блоков рудников им. Д зерж инского, им. Кирова, им. К. ЛибкНехта и других рудников транспортируется к подземным капитальным рудоспускам , по ним перепускается к дробильно-перегрузочным комплексам наклон­
ных конвейерных стволов рудника им. Кирова. Затем дробленная до 100— 150 мм
РУда за гр у ж аетс я питателями на ленточные конвейеры и выдается единым пото­
ком по наклонным стволам в приемные бункера рудоподготовителыюго ком­
плекса.
Вскрытие наклонными рудоподъемными конвейерными стволами позволяет
производить дальнейшую концентрацию горных работ за счет объединения не199
;; чя о
ч
; аз а
=
*т
но
5 а я g- у * a s <
S a S -?& £ ?S i| S s | | c 8 !
" 8 * S |||S
s5 feMз 571 З§Дiчu... <a
a.*G
о*
S &оS S s-<' S, -” p
3> С «3
к
g
«
I ifT.I S
* * I *; I I &
<u a sc^ s rt ^ 3
“ а I л N. Co d.<5> S « ^ * « 4
> кs J.
—
ь^
3а
n
200
201
Рис. I V .15. Схема вскры ти я и вы дачи руды на поверхность на руднике «Э рри нгтон »
(К ан ад а):
1 — наклонный рудоподъемный ствол; 2 — конвейерная устан о в ка д л я выдачи руды ;
3 — подземный дробильно-перегрузочный комплекс; 4 — вспомогательно-вентиляцион­
ный ствол; 5 — наклонная галерея
скольких ш ахтных полей в одно рудничное поле с длиной более 7,5 км и органи­
зовать крупный рудник с годовой производственной мощностью 30 млн. т.
Вскрытие ломаным наклонным рудоподъемным стволом (железный рудник:
Эррингтон»).
Месторождение представлено крутопадающей железорудной залеж ью мощ­
ностью от 30 до 90 м. Глубина се распространения более 700 м. Рудное тело за"
л егает под дном осушенного горного озера с весьма крутыми берегами, неровным
Рис. I V .16. Схемы (а , б) вскры ти я спиральной выработкой:
/ — прямолинейный уч асто к рудовыдачной выработки; 2 — спиральны е вы работки; 3 —
этаж ны е кверш лаги; 4 — этаж ны е штреки;. £ — этаж ны й ш трек в проходке; 6 — обрушенные породы
А-А
Рис. IV . 17. Вскрытие ш толь­
ней и виды ее порталов:
пройденная
в
а —• ш тольня,
породах леж ачего б о ка вкр ест
простирания
месторождения
(/ — ус т ь е штольни; 2 — о сы ­
пи; 3 — рудные тел а); б — про­
стейший вид портала штольни,
пройденной в устойчивых поро­
д а х и с небольшим сроком
служ б ы (J — ур о вен ь головки
рельсов; 2 — водоотливная к а ­
н ав а); в — портал и припортальиы й уч асток с большим
ср о ко м сл уж б ы штольни (/ — ниша д л я ворот; 2 — закрепленны й уч асто к портала
и входа в штольню; I — длина при портального уч аст к а обычно 7 0 —80 м. но не более 100 м)
дном и рельефом местности, чрезвычайно неблагоприятным д л я закл ад ки верти­
кальны х рудоподъемных стволов и размещения промышленной площадки, подъ­
ездных путей вблизи месторождения. В связи с этим вскрытие месторождения
осуществлено вертикальным вспомогательно-вентиляционным стволом с острова
осушенного озера на глубину 360 м и наклонным ломаным стволом, оборудован'
ным системой конвейерных установок д л я выдачи руды на поверхность с глубины
более 350 м (рис. IV. 15). Годовая производственная мощность рудника
2,5 млн. т.
М есторождение разрабаты вается системой этаж ного самообрушения. В очист­
ных блоках руда крупностью до 600 мм скреперными установками с приводом
мощностью 92— 100 кВ т доставляется по выработкам горизонта вы пуска и з а ­
гр уж ается в вагонетки с кузовом емкостью 5,7 м3. Затем электровозными соста­
вами транспортируется к этажным рудоспускам и в них р азгр уж ается. Из р удо­
сп уско в руда поступает в приемные бункера подземных дробильно-перегрузоч203
Рис. I V .i 8. Схема расположения стволов на глубокой ш ахте ЮАР:
1 , 2 , 3 — соответственно лю дской и вспомогательный подъемники; 4 — обходная вентиляциониая вы раб отка; 5 — вы работка д л я сп уска породы; 6 — р удо сп уск; 7 — подъемный
горизонт 1463 м; 8 — перегр узка руды и породы; 9 — п ер егр узка материалов и пересадка
людей (горизонт 1524 м); 10 — горизонт, на котором располож ены ленточный конвейер и
водоотлив; 11 — главны й откаточный горизонт; 12 — горизонт водоотлива; 13 — горизонт,
на котором располож ен ленточный конвейер
204
•ЭЭИ/Х *ЭНЛ
‘ ВИЭЧЛ/ОН
Ч1ЭО Н
-<шэхийоаеиос1ц
о/и
о
ю
<м
<N
ю
<N
lO
CQ
to
lO
С С О
о°э
о
(0
>>jj
§~
У О
‘BW04-VolI Ч1 Э0 С10МЭ
03
с*
• о
S x
о
^ 5;
S
о с о
с)
D.H
U
О
О
л
f-
1-
3* о
К
3
а«
s >.
<У О
к
03
к
03
яи.
^X JD
н
О <у
Оц г?
Н W
(О О
«О
С
о
О а>
‘ рмэч^ ои eHHpXtrj
1G20
1620
910
910
3*=4 I!
1620
О. е*
Н «
оз
‘яхооннэтэяоняЕсЬС
00
CN1
ю
см
<м
LO
г-
СО
СО
о
о
г^.
о
ю
о
СО
CN1
О-.
—
со
<м
о
со
оо
со
ао
со
со
X
X
со
X
со
X
со
-эн вемоэьихехэ
хдм ‘Kirai
-или all qxoon'rnow
w *аон
-FpBCfcQ 14(I3WSF^
05
—•
СО
сч
—н
X
со
-ф
£ <о
|
S
«£ оз
СОо
оз
к
* »н
подъемных
установок
03 д.
К ^
- о-
*-. О.
о '''"
В.*
О tT,
3
f=t
>>
а.
оз
5“
Й- 05 5
0 ^ то
с _
1 33 3
i : S ca
то
О <1> .
>->^ сс
с 2 о
о ^
Характеристика
л 2
о
—
О
) £5
& О
CQ
Я
н
а*
су
«
g fc
1*5£
а5
ч 5J3
~
н к
н “
то ~
и,
О °
5;
то »s
ч 2
3
\о
О
2 Е?
~
~
О
-2
CQ Р
в— л^
яg <
^3
«=: as
>
—I н
та
к
U о
О ■? :'S
£ 5 2
с § §
у § ч
СО Н ^
205
— 1
Рис. IV. 19. Комбинированное вскры ­
тие — верхних горизонтов вертикаль­
ным рудоподъемным стволом, нижних —
ломаным наклонным рудоподъемным
стволом:
1 — вертикальны й рудоподъемный
стви л; 2 — ломаный наклонный р уд о ­
подъемный ствол с конвейерной у с т а ­
новкой; 3 — рудоперёпуск; 4 -—’д р о ­
бильно-перегрузочный комплекс
ных комплексов, сооружаемых над ниж­
ней частью наклонных
конвейерных
выработок.
В подземных кам ерах смонтированы
щековые дробилки с приемным отвер­
стием 915Х 1066 мм и разгрузочным 150—
200 мм. Их производительность — 350—
400 т/ч.
Из приемных бункеров руда питате­
лями подается в дробилки. Дробленная
до 150—200 мм руда поступает на ленточ­
ные конвейеры и транспортируется на
поверхность.
Наклонные выработки пройдены в по­
родах под углом 11— 16° и закреплены
металлической крепью. Ч асть конвейер­
ной установки — от устья наклонного
ствола до поверхностных железнодорож­
ных бункеров — смонтирована в крытой
наклонной галерее.
В наклонных выработках и галерее
установлена система конвейеров, обору­
дованных резиновой лентой шириной 914
и 1067 мм со скоростью движ ения 2,03 м/с.
Общая протяженность конвейерных
установок со ставляет около 1300 м.
В ертикальная высота подъема руды —
352 м. Конвейерная система имеет про­
изводительность 400 т/ч.
Вскрытие спиралькой рудоподъем ной
выработкой целесообразно в случае
столбообразных, штокообразных и пологих рудных тел, залегаю щ их в устойчи­
вых породах на небольшом расстоянии от поверхности.
Спиральные наклонные рудовыдачные выработки проходят в виде витков
во вмещающих породах во кр уг рудного тела (рис. IV. 16, а) или на некотором
удалении от него (рис. IV. 16, б). Т акое вскрытие дает возможность производить
разработку и выдачу руды самоходными транспортными средствами одновре­
менно с нескольких горизонтов. С подошвы очистных камер отбитая руда г р у ­
зится в автосамосвалы или погрузочно-доставочные машины и транспортируется
ими по выработкам основных горизонтов к винтовому си уско-подъем нику, затем
по нему выдается на поверхность. Д о ставка в рудник и из него людей, оборудо­
вания и материалов производится т а к ж е самоходными транспортными средствами.
Вскрытие штольней в лежачем боку месторождения (рис. IV. 17). При опре­
делении высотной отметки штольни необходимо учитывать не только уровень
подъема воды в период паводков, но и характер селей.
Штольни желательно заклады вать в широких ч астях речных долин.
В зависимости от срока служ бы порталы штолен представляю т простейшие
деревянные щиты с незакрепленным входом и отсутствием ворот в штольню
(рис. IV. 17, б) или архитектурно оформленные подпорные стенки, поддерж ива­
ющие лобовой откос склона горы и отводящие воду (рис. IV. 17, в). Оголовками
штольни оформляются в тех сл уч аях , когда лобовой и боковой откосы достаточно
устойчивы и закрепления их не требуется.
Многоступенчатое вскрытие вертикальным рудоподъемным стволом шахты
с поверхности и слепым стволом на глубине (гл уб о кая ш ахта со ступенчатым
подъемом в ЮАР).
Золотоносная залеж ь диаметром около 4900 м содержит р у д у с промышлен­
ным содержанием металла. Срок служ бы шахты более 30 лет.
Ввиду большой глубины залегания золотоносного пласта и необходимости
обеспечить высокую производительность наиболее благоприятное экономическое
решение достигается путем применения ступенчатого подъема.
206
Система вскрытия состоит из д в у х стволов одинакового диаметра, располо­
женных на расстоянии 76 м д р уг от д р у га (рис. *.V. 18). Один ствол делится на два
отделения при помощи бетонной перемычки. Предложенная схем а расположения
допускает углубление сдвоенных стволов до конечной глубины без перерыва
в работе, а так ж е позволяет производить оборудование д вух стволов по последо­
вательной системе с высотой подъема 1520 и 910 м.
Типы подъемных устройств, удовлетворяю щих условиям угл уб ки стволов
и максимальной производительности, приведены в табл. IV. II.
Количество людей, которые должны быть спущены и подняты в каж дую
утреннюю и вечернюю смены, со ставляет примерно 6000 человек. Проектируемые
установки выполняют операции сп уска—подъема за 1,5 часа.
Количество во зд уха, необходимое для обеспечения хороших условий работы,
определяется из расчета 0,2 м3/мин на 1 т месячной добычи. Это соотношение уста­
новлено на основании опыта, полученного при разработке золотоносного пласта
на ш ахтах компании «В ааль Рифе».
Исходя из этого, теоретически требуемое количество воздуха при отсут­
ствии охлаждения со ставляет около 50 тыс. м3/мин.
Вскрытие и подготовка ниокних горизонтов разрабапияваемой мощной крут о­
падающей залежи слепым , ломаным, наклонным , рудоподъемным стволами , обо­
рудованными конвейерами (рис. IV. 19). Р уд а в очистных блоках за гр у ж аетс я
в транспортные средства и доставляется к рудоспускам, соединенным с прием­
ными бункерами подземных дробильно-перегрузочных комплексов. Затем дробле­
ная руда из-под дробилок грузи тся на конвейерную устан о вку и выдается по ло­
маному рудоподъемному стволу к дозаторной вертикального подъемного ствола.
Вскрытие при совмещении открытых и подземных работ (рис. IV .20).
Месторождение представлено пятыо рудными залеж ам и общим простиранием
более 3 км. Вмещающие породы и руды достаточно устойчивы. Рудные тела зал е­
гают на глубине от 74 до 542 м. Богатые залеж и, расположенные на значительной
глубине, отрабатываю тся подземным способом; верхние, более бедные руды, —
карьером, предельная глубина которого 380 м.
В практике горно-обогатительного комбината использовано несколько
технологических особенностей, свойственных комбинированному способу р аз­
работки. К ним относится одновременное ведение горно-капитальных работ
в карьере и подземном руднике, что позволило сократить сроки его строительства
и освоения проектной мощности. Использование комплекса подземных выработок
в целях дрен аж а карьерного поля и сокращения водоотлива из карьера позво­
лило снизить затраты и улучш ить условия труда.
ГЛАВА 5
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ СХЕМ
И СПОСОБОВ ВСКРЫТИЯ
Технико-экономическое сравнение необходимо, когда д л я вскры тия место­
рождения может быть применено несколько схем.
Наиболее экономически эффективный вариант выбирается методом сравне­
ния затрат, приходящ ихся на 1 т руды , по статьям , отличающимся для сравни­
ваемых схем вскры тия [ 2 ]:
Г - г ' Ки»
(I V .43)
С - С^ ~ А Г ’
где С — суммарные сравниваемые затраты па 1 т руды , р уб.; Ст — учитываемая
часть себестоимости 1 т руды по сравниваемым вариантам, р уб.; Кп р — учиты­
ваемые капитальные влож ения по сравниваемым вариантам , приведенные к од­
ному периоду времени, млн. р уб .; А — годовая производственная мощность руд­
ника (ш ахты), млн. т; t — нормативный срок окупаемости капитальных влож е­
ний, величина, обратная нормативному коэффициенту экономической эффектив­
ности капитальных вложений Е — 0,15, т. е. i — -г -, с ^ 7 лет.
0 , 1о
208
Приведенные капитальные вложения
/(up — K i
или
/Сцр = —— ,
( I V . 44)
где /( — действительные капитальные влож ения, млн. р уб.; i — коэффициент
приведения капитальны х вложений к последнему году строительства рудника
(началу расчетного года). Затраты и результаты , осущ ествляемые и получаемые
до начала расчетного года, умножаю тся на коэффициент приведения, а после
начала расчетного года делятся на этот коэффициент. Приведение разновремен­
ных затр ат и результатов производства используется только в расчетах годового
экономического эффекта
(I V .45)
где Гр — срок разновременности капитальны х вложений, равный сроку строи­
тельства рудника (лет), т. е. число лет, отделяющее затраты и результаты дан­
ного года от начала расчетного года.
По формуле (IV .43) д л я каж дого варианта вскрытия определяются суммарные
сравниваемые затраты на 1 т руды.
При выборе схемы вскрытия рудных месторождений вертикальными и на­
клонными стволами А. С. Воронюк [25 ] рекомендует учитывать часть затр ат на
себестоимость и приведенных капитальных вложений на: 1) проведение р удо­
подъемных стволов; 2 ) проведение откаточных кверш лагов; 3) поддержание рудо­
подъемных стволов и откаточных кверш лагов; 4) подъем руды по отколам и амор­
тизацию оборудования; 5) транспортирование руды по кверш лагам ; 6) сооружение
башенных копров; 7) капитальный ремонт башенных копров; 8 ) приобретение
оборудования подъемных средств. По каж до м у из этих видов работ необходимо
определить объемы, а затем затраты по рассматриваемым вариантам вскры тия.
Стоимость сооружения околоствольных дворов и подземных дробильноперегрузочных комплексов для схем вскры тия наклонными конвейерными и
вертикальными скиповыми стзолами отличается незначительно.
При выполнении технико-экономического сравнения соблюдается сл ед у ­
ющая последовательность: после установления экономической целесообразности
разработки месторождения применительно к рассматриваемому ш ахтному полю
выбираются варианты наиболее целесообразных схем вскр ы ти я; на планах и
разрезах шахтного поля вычерчивают эскизы сравниваемы х вариантов и для
каждого из них составляю т перечень, тип и характеристику основных вскр ы ­
вающих выработок и видов работ значительно отличающихся и влияющих на
себестоимость и капитальные вложения применительно к пунктам ( 1— 8 ) и фор­
мулам (IV . 17, IV. 18, IV. 19, IV .20).
У станавливаю тся объем работ и их стоимость по каж до м у варианту: сравне­
нием затр ат по вариантам вскрытия определяют экономически эффективный
вариант, который обеспечивает:
= ГП1П
(I V .46)
или
3 i — ^ i (K i прэ C i Пр) = m :n .
(I V .47)
К капитальным вложениям на горно-капитальные и строительные работы
Прибавляются сопутствующие затраты и расходы в размере 2 0 % от их стоимости
на удорожание работ в зимнее время, поддержание и ремонт выработок в период
‘•троительства рудника, стоимость временных зданий и сооружений, содержание
Дирекции строящ егося рудн ика, непредвиденные и неучтенные расходы, которые
в проектах обычно учитываю тся отдельно в сводной смете.
При экономическом сравнении использую тся способы: статистический,
Прямых расчетов, деления затрат и расходов на группы и метод вариантов.
209
Фактические
или сметные
затраты
на проходку
капитальных
горных
выработок
о
С-е®1
>>£!
Ф L I '-
§
Xо
га о
о
ю §®
>■. Н >ч
Q- 8 §
о _ ь
о
С7>
*Г! 5
- *Я VO
О
. о ^
к->£> £ ~
2 п
й й
о^
<U
§*^
- о - g~
CJ Л <N о
ьCJ ^2 «3> »
О CU
§ 5 со
5 5 м
& u §*•
ч
£
\^ юч О1
О Л^
О ^о
а>
тО
о
м ^
WС
*0
о
>->а* s \о.
0 . 0 2- *- ”> п
О ' н °-2
:О^ —
_. к га со
«-н a5 аа 1о
Л
►
►
J- а ^со ^ч
о*
§
*
§£
1130
СО J-.
o_
o'
CO
*ю
9а nЭ2
га н ts,*
Я к N-5 005
о
761,3
йдено в
стябре
971 г.)
И
О нCQ<?[
* Оt J3
S й сг>
ЗЁ
5. -
о £
g. о a
К
га
a
оо
л
сиО<
£ с
X
о— к
О ►
О, щ
к"> О
a
*м:
о
Д .5 о ;
а
х
о.
га О
a s
a Ю
cur^H C4o
^ 1
га > »
a Н1
>
—f <v
-l оa
s
>>
ra t*r<
q.
<о
3 О се
дО!
'О с я
О
1 о^ ^8
о
о
CU°2^
1 2 1
.
>ч
Си
= со
'oT>
T' ra
•—
a *i- о
O •* e ;
a- л isj
Л
ю. «
Ooo
a
«со
i>СО
Я
22
2> Д .
31*> *5
о
CJ «
<ь*
Й h:. О
) -0
:а д
о
Й
\с а! *=* Ж
-1 га о
—
а
5£ га••,w'«§
i>
*
^Э сх
Я
£ЙГ к5в г
Я
га о* ^£
а о
и>CQ
аа; ^
е М
a
CJ сч
22
a ar< 3
a о <o
¥ geo
и
^ a
и
U
О)
LQ
4
<D
со
CU<N
S сс
§ ^Oi
Р» о
«0 Sе- 3
- Л)
о2 2
3a аР ою
Ог аЗ о
tQ ■**
a
S л
лн 29
у °о
о
•Г I 1
о
£ * нw >е
a
га о a
о *
CJ £*
tO с
isП
£
О^
a0 . 0
о ро
UN
~О
и ^
w
га vo
>>
стволу
хты
54 м*
*00
.01
1й объем
Cl
Е-
§
§ед
2,>-» оэ
Д «
о
га
gg
Онф аси
Г" ^
«
га
*7?
«
к I е* §
5
Ё
о
о
о
g
О
3_,
^
о
£
о
§
* ао.
^ о
« *
Sи Э
I
•га g»* a
£
0а>
С1 *3
из
оa
a
О
а о
н
<у га
си
(^J н
«
О
? л ?
S ё a
Я х >J
% 3
ха>
a £
; о
о
33 |_1
C _ --N
!?
н
>*
о аW
с. н
a ^
=a< ас
a
с?
х
2
га
й
X
о
о
а,
=
а
□ о
^ я
«^хо
га о *Я
лО
га СО
О
a a 2£
^
а. s н
о с. с,
о >,
с :^ с н
X
Q
"
§ | 2
ьа о«
о си
§С
a
я г- о ■!• § 2
Й
^
о 5о
а лt * 1
« О га 3 Z .
с с
2 . 5
о
оа кга я*5 га н о
2 ж с н и и;
aк хо
а aн = О a
о a j:
S4 2
со о d
л о ^ а си о
си« н
п
со
211
Статистический способ определения основывается на фактических и проект­
ных данных. Этим способом определяю тся затраты на проведение рудоподъемных
стволов и сооружение башенных копров.
Затраты на проведение рудоподъемных стзолов устанавливаю тся по сечению
стволов и их глубине (длине); определяется объем работы, а по взятом у аналогу
стоимости проведения 1 м 3 или 1 м ствола (соответственно наклонного и вертикаль­
ного) устанавливаю тся общие затраты на их проведение, деление которых на
извлекаемые запасы руды в шахтном поле дает себестоимость в сравниваемых
затратах на 1 т руды.
Стоимостные показатели по выработкам вскры тия приведены в таблицах
IV. 12, IV. 13, IV. 14 и IV. 15.
Затраты на сооружение башенных копров определяю тся по проектным и
фактическим данным и составляю т от сотен тысяч до 4 млн. руб. и более в зави ­
симости от годовой производственной мощности и др уги х факторов.
Способ прямых расчетов применяется для установления укрупненны х пока­
зателей. Д л я этого последовательно устанавливаю т объем, а затем и затраты
сравниваемых видов работ в зависимости от геологических и горнотехнических
факторов. Этим способом определяют расходы па поддержание рудоподъемных
стволоз и откаточных кверш лагов с отнесением на 1 т руды.
Способ деления затрат и расходов на группы. Все виды за тр ат и расходов
делятся на группы, зависящ ие от определенных факторов. К а ж д ая из этих групп
вы раж ается в виде математической функции от соответствующих факторов и все
эти функции суммирую тся. В результате получается общая математическая
зависимость исследуемой стоимостной величины от влияющих на нее факторов
(IV . 17, IV. 18, IV. 19 и IV .20).
При методе вариантов принимают ряд значений переменных величин и подсчитыкают д л я каждой но них объем и отдельные виды затрат. Полученные ре­
зультаты путем соответствующей обработки представляю тся в виде эмпириче­
ских формул. Этим методом определяют объем и затраты на проведение откаточ­
ных кверш лагов.
Расчетные формулы д л я сравнения и выбора схем вскры тия, в которых
стоимостные и экономические показатели приняты д л я условий юга и центра
европейской части СССР, приведены по работе [25].
1.
Затраты на проведение 1 м горизонтальной выработки в породах с f —
= 10— 14 на приобретение и монтаж оборудования при конвейерном транспорте,
руб/м:
Сг. в = 1550 + 0 ,3 1 5 5 ,
(IV .48)
где В — ширина конвейерной ленты, мм.
!
2 . Стоимость подъема руды автосамосвалами по наклонным стволам, руб/т:
г
_ I СМ (Сi - f С2)
С3
С а~
1000/4 см
'Л е м ’
/ ту ДСП
(
|
где /См = 60 км — сменный пробег автосамосвала; С 1 — стоимостный коэффи­
циент, выражающий расходы на 1000 км пробега по обслуживанию , ремонту
и восстановлению автомашин, р уб.; С 2 — то ж е, на горюче-смазочные материалы,
руб.; С з — расходы в смену на заработную плату шоферу, ежедневный ухо д за
автосамосвалом (табл. IV. 16); Л См — сменная производительность автосамо­
свал а, т,
^см<7а
2 L Tp
(IV . 50)
где <7а — грузоподъемность одного самосвала, т; /.Тр — дальность транспорт **-1
рованпя, км.
212
со
г—
•
S д
•
л? ®
S■н
Н'S.
>•
g g S 00,
о * а * -*
в —4
ю
о
гг
о
<м
<
0
4*
О
ю
см
О)
со
оо
00
о
ю
<м
см
ю
со
ю
Г"Г
см
©
Т—Г
о
о
о
со
о
о
о
со
о
оо
со
о
о
о
со
лО О °C.S" <.
С S* н t-AQ
о t{ а> 4; ;>
Л (Г)
1
1
1
423
1
270
M il
270
0 *^
2 rt*.
ос ^У
51 о 2
И
ю
о
со
LO
о
о
см
о
со
о
00
о
о
00
со
см
см
о
ю
X
СО
о
00
X
со
о
о
X
СО
о
см
•—'
X
о
0
10
о
ю
со
со
о
to
СО
СО
о
to
СО
со
1-0
1
■^г
LO
1
00
*у
оо
1
■'f
РЗ
t;
сз
CQ
п
со
о
о
о
о-г?
о
о
со
о
о
о
см
г й ;
ю
о
о
см
СО
00
см
О
о
о
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 Ъ.* к
д"
СииО К
=О
5 »i«?
Я<
о с Г. S а л
SgS'S
S- с&о . м
4>§ § 5
ОВ
л2 я•
. • 10
>
о. ло В
=
а.?
с; н
;i я Н
<уСН
5 Cf Й
£О Х^
д
®
202
** X
•&Г
ОО
к °
X
х та
“2 £
0J
2та =
*“{
х о
со
СО
1
о
о
см
’-
1
о
о
—1
1
о
осо
1
оо
о
см
см
—1
S с
»-* та
•<- ^
5 о
*з- §ж
о
о. *ча 3S
?£ / §
о та о
с- 2
><Lх> о-5
О
с
лJ
о р.
3 2 =
213
(Н —01 ихооиэйн юохнэипиф
-феон о raVodou) -9 Ad ‘Bifoexo
w \ HMtfoxodu чхоомиохэ
>
о
СГ,
00
Ю
о
<М
со
о
ю
СМ
b/CN
‘iqtfoa эмхвмхо ou
M9«Ob*9h 'yoVoiIf
нииД и
‘BxXVeoa
x "Him
300 м) [43]
лсс oж 5c
9 M tf0X 0d lI Q
СЗ ~ X; -
§2 8S
подъема
C oC oU"О
Л хэяо a
^MVoxodu a
= 03
C(*•оf-*
(высота
1 м вертикальных стволов
2
oj _i
I
м
з
КО
ч
£
н
сх
о н
о
<
«
о 3
са я
LO
CO
r-^
о
<D
см
о
t'»—
<
*—1
о
о
о
о
о
о
со
о
о
о
со
о
о
о
со
I"05
о
OJ
о
о
00
00
o'
см
С-1
ю
со
со
ю
ю
оо
со
С-1
со
оо
см
со
00
<м
см
тф
Tt*
см
-ф
rt*
о
СО
СО
со
со
со
о
ю
о
1.0
Iо
о
со
w w ‘ d x a w e n tf
I
I
I
I
I
I
_■
ю
<м
О)
см
о
см
00
со
см
о>
Ю
“
о
0
1о
со
ю
СО
о
о
со
о
о
со
о
о
со
СО
о
о
ю
ww ‘eiiHirV
<
ex
о
'О
ci
о
o'
см
О)
о
ww ‘ eiiHdmn
о
LO
О
x ‘чхоон
r к ‘яхоомкэ
00
см
см
оо
СО
оо
о
СО
ю
см
о
см
05
и стоимость
Параметры
214
о
СО
со
—1
I
Лхэаэ a
-wa^LttouoeXdj
проходки
[
о л э ж э а э 9heV ou o u
‘ n V A d o h p V ia a
оо
О0
см
СО
X w a a V o u XmdXud o u
н
s °4
5:2
2 °
«
_,
со
оо
см
см
—.
г-
' '
00
см
—
■1
°°о
1
1
°-
11
11
СС:Я
*9
§
с
о
S 3
g* hQ
?0 9ч
“—ог*з
1 2
§ 2
go
о« Я
PQ
2
0
1
О
_Т
<L>
о.
Т а б л и ц а IV. 15
Технико-экономические показатели для сравнения и выбора схем вскрытия
Наклонный ствол с выдачей руды
монорельсовой
и моноканатной
устан овкой с
П оказатели
сам осва­
лами
1 . Стоимость выемки 1
м3
породы при проходке,
руб/м 3
2. То ж е, при проходке
кверш лага, руб/м 3
3. Потребность объема к а ­
мер и ^выработок на под­
земный дробильный ком­
плекс на 1 млн. т произ­
водственной мощности
р удн ика, м 3
1 о ж е, зданий и цехов на
поверхности, м
vv
го ло в­
ным и
хвосто­
вы м к а ­
натами
подъем­
ный
ствол
75,0
75,0
75,0
75,0
40,0
40,0
40,0
40,0
40,0
1300,0
1300,0
1300,0
1300,0
—
—
—
—
V к = 5,35 • Вщ —2500, где Дщ • - размер приемной щели дробилки, мм
под рудоспусками Кд. к ,
м3
5. Капитальные затраты на
сооружение подземного
дробил ьно-сортировочного комплекса под рудо­
спуском КА. с , тыс. руб.
6 . Стоимость проведения и
крепления 1 м 3 камер и
выработок
подземного
дробильного комплекса,
руб/м3
То ж е, зданий и цехов на
поверхности, руб/м3
*^д. с — 0,49 • Нщ—90; с конусными дробилками
при одинаковой производительности капиталь­
ные затраты в 1,5— 1 ,8 р аза выше, чем при щековых
—
45,0
45,0
10,5
—
—
45,0
45,0
Таблица
Числовые значения стоимостных величин
Г рузоподъемность
автосам освала, т
беско­
нечным
канатом
40,0
1300,0
7vv i ii'i u i jjлд *vam^p
кон­
вейером
Верти­
кальны й
IV. 16
с,
5
67,0
27.0
3,2
10
134,0
45.0
5.1
25
338,3
82,4
9.1
40
549,С
95.0
10,9
215
3. Инвентарный
парк
а вт о са м о с ва л о в,
ЮМ/СнерЯи
Л а = 3 300Л см ’
Л,
единиц:
/тлг С1ч
(I V ' 51)
где /(нер = 1,15 — коэффициент неравномерности работы автосамосвалов; /Си =
= 1 ,2 — коэффициент инвентарности; 3 — число рабочих смен в сутки ; 300 —
число рабочих дней в году.
4. Капитальные затраты на приобретение и содержание автосамосвалов,
млн. руб.
Коб = ( * а + Я Хр) Л^а,
( I V .52) 1
где /Са — стоимость одного самосвала, млн. руб.; /Схр = ^ (КуК^К^К^ — стои­
мость места стоянки одного автосамосвала, млн. руб. (K i = 1,05 — коэффициент,
учитывающий мощность гар аж а; К2 = 1,1 — коэффициент учитывающий средне*
суточный пробег одного автосамосвала; /С3 — 1 ,2 — коэффициент, учитывающий
выполнение в гар аж е капитального ремонта; /С4 = 1 ,2 — коэффициент, учитываю­
щий внеплощадочные коммуникации, благоустройство); Na — число автосамо- 1
свалоз.
Стоимость сооруж ения 1 км дороги наклонного ствола с цементно-бетонным
покрытием при ширине проезжей части 7 м принимается 8 8 тыс. руб. и ее стоимость
изменяется на + 9 ,7 % при увеличении ( + ) или уменьшении (—) ширины на 1 м.
5. Суточная производительность подземной подвесной монорельсовой и моноканатной установки, т:
с бесконечным канатом
Рл м ===Я3600пК
----- 7----- ,
/т, ;
(IV . 53)
с головным и хвостовым канатами
3600 ПК
рDы = Я-----р------,
/Т\7
(IV . 54)
где q — грузоподъемность вагонетки, т; К = 1,2— 1,5 — коэффициент неравно­
мерности;
— интервал времени м еж ду вагонетками, с; п — время работы у ста­
новки в течение суто к, ч; t' — время на п о грузку руды.
д ля однопутной установки
/' —
— 1~ t0 -}- ti -f* t%\
для двухпутной
t' = - у - + to + tl,
где L — длина пути транспортирования монэрельсовой установкой (от погрузоч­
ной станции до разгрузочной станции), м; V — скорость движ ения вагонетки, м/с;
to — потери времени на торможение и пуск е ход установки при каж дом цикле, с;
tx — время на п о грузку руды в вагонетку, с; t2 — время на р а згр узк у руды из
вагонетки, с (в случае р азгр узки из вагонетки на ходу t2 = 0 ).
6. Необходимая емкость подземных бункеров и капитальны х рудоспусков
на сты ках отдельных процессов добычи, т/ч:
Ка« = пР,
(IV.55)
где п — врем я простоя рудника в часах из-за отсутствия а к к у м у л и р у ю щ и х
емкостей, затрачиваемых на ликвидацию неустранимых и непредвиденных ава­
рий и неполадок; Р — часовая производительность (т/ч или м3/ч) простаива­
ющих средств и механизмов, подземного транспорта, дробильно-перегрузочного
комплекса, шахтного подъема и други х цехов.
Д етальное технико-экономическое сравнение схем вскры тия и подготовки
производится проектной организацией на стадии технико-экономического обоснО'
вания.
ГЛАВА
6
ПОДГОТОВКА ЗАПАСОВ ШАХТНОГО
ПОЛЯ
Подготовительные выработки периодически или непрерывно воспроизво­
дятся по мере движ ения фронта очистных работ. К ним относятся:
откаточные штреки и орты на основных горизонтах; штреки и орты горизонта
доставки (скреперования, грохочения); вентиляционные ш треки, обслуж ива­
ющие только одну очистную камеру или панель; рудоспуски м еж ду откаточным
горизонтом и горизонтом доставки (скреперования, грохочения); все блоковые
восстающие (за исключением разрезных, отрезных и т. д .), уклоны (материальные
восстающие для доставки оборудования в пределах блока, камеры или п а­
нели).
Г о р и з о н т — совокупность выработок, расположенных на одном уровне
и предназначенных д л я осуществления в процессе выемки полезного ископае­
мого определенных операций, необходимых д л я ведения горных работ.
Этаж ные горизонты разделяю тся по своему назначению: на основные, кон­
центрационные, промежуточные, рудоподъемные и вспомогательные.
Основной горизонт — транспортный горизонт, по которому руда транспор­
тируется к шахтному стволу.
Основной горизонт, на который перепускаю т р уду с 3—4 этаж ей, принято
называть концентрационным горизонтом , чем подчеркивается возможность наи­
более эффективной механизации транспорта в связи с высокой его концентрацией
и длительным сроком служ бы горизонта — 8 — 10 лет и более. Но не только
этим определением хар актер и зуется концентрационный горизонт.
Вскрытие и подготовка концентрационными горизонтами, когда отработка
ведется одновременно на 3—4 и более эт а ж а х с перепуском руды по специальным
восстающим выработкам (рудоспускам) на концентрационные горизонты, позво­
ляет сосредоточить на них все вспомогательные служ бы и их соответствующие
устройства, оборудование и механизмы. Промежуточные горизонты имеют весьма
простую схем у подготовки и незначительное число и объем камер, небольшую
протяженность подготовительных выработок. Наличие концентрационного го ­
ризонта резко сокращ ает число эксплуатируем ого оборудования и механизмов
подземного транспорта, пунктов механического дробления и перегрузки руды
и ряда вспомогательных сл уж б (водоотлива, подземного ремонтного и складского
хозяйства, диспетчерской, медицинской, противопожарной и механической
служ б), обслуживающ его их персонала.
Промежуточный горизонт — горизонт, предназначенный длг. подготовки
этаж а, проветривания блоков, транспортировки по нему материалов, оборудо­
вания, передвижения людей, по которому доставляю т р уду до рудоспусков,
расположенных в районе рудного тела, и перепускаю т ее на основной или кон­
центрационный горизонт.
Рудоподъемный горизонт — это горизонт стыковки ступеней подъема.
Вспомогательный горизонт — это горизонт вторичного дробления, грохо­
чения, скреперования, вы п уска, подсечки и т. п.
Подготовкой шахтного поля называю т разделение его на этаж и проведением
откаточных штреков и ортов, а т а к ж е разделение э таж а на блоки проведением
восстающих.
Б л о ко м назы вается выемочный участок в пределах э т а ж а , для отработки
которого применена в полном комплекте та или иная система разработки. Блок
характеризуется параметрами: длиной (по простиранию или вкрест простира­
ния), м; высотой, м; запасам и, тыс. т, и объемом добычи, т/сут или тыс. т/мес;
при разработке мощных месторождений — шириной, м, и направлением длинной
стороны (по простиранию или вкрест простирания).
Пологие и крутопадающие месторождения большой горизонтальной мощности
Делятся на панели.
При разработке крутопадающих месторождений большой горизонтальной
мощности (2 0 0 —600 м) панелью назы вается часть шахтного поля шириной, равн°й разм еру блока по простиранию, и длиной, равной горизонтальной мощности
Залежи.
217
Высота этаж а связан а с его вскрытием и подготовкой, которая может 6 ы1*ь
выполгена простым и комбинированными способами — транспортными съездами
и ярусным способом.
При простом способе подготовка блока начинается с откаточного горизонта.
Т акая схема подготовки более длительна ло времени, так к ак до начала раз­
работки этаж а необходимо вскрыть, сдренировать и подготовить на 70—80 %
откаточный горизонт; пройти в трех-пяти блоках несколько этаж ны х восстающих;
разрезать из восстающих блоковые орты или штреки* пройти приемные выра­
ботки и вентиляционные сбойки.
Способ вскрытия и подготовки этаж ей должен отвечать требованиям: созда­
вать условия д л я производительного тр уда рабочих, эффективного использования
горной техники, ее ремонта и замены; быть универсальным, т. е. пригодным для
отработки рудных тел с разными горно-геологическими условиями; обеспечивать
минимальные удельные капитальные затраты и себестоимость, а т а к ж е возмож­
ность прогрессивного их снижения. Этим требованиям наиболее полно отвечают
два способа: транспортными галереями и ярусный [98].
Подготовка транспортными галереями (см. рис. IV. 11) — разделение этаж а
на подэтажи выемочными горизонтами, пройденными от наклонных и вспомога­
тельных галерей (съездов) д л я движ ения самоходного горнотранспортного обо­
рудования и подачи свеж его воздуха.
Высота этаж а определяется конструктивно и может составлять 200 м
и более.
При полном обеспечении самоходными горными и транспортными машинами,
а такж е техникой д л я проведения высоких восстающих бурением подготовка
месторождения вклю чает проведение д в у х полевых откаточных штреков в л е ж а ­
чем боку залеж и с высотой эт аж а 235 м , подэтажа 45 м, главной наклонной вы ра­
боткой (галереей) с наклонными ответвлениями (съездами) на каж ды й подэтаж
и рудоспусками. Д л я подготовки новых горизонтов проводится вспомогательный
ствол (см. рис. IV. И).
Подготовка ярусным способом (см. рис. IV. 12) — разделение э т аж а на ярусы
(полосы из нескольких подэтажей) промежуточными горизонтами, пройденными
от кверш лагов ш ахтных стволов (слепых м еж дуэтаж ны х или с поверхности).
Высота э т аж а — 150— 160 м, яр уса — 40—50 м.
Ярусный способ применим при любом типе горного оборудования.
При ярусном способе высота этаж а должна быть не меиее 120— 150 м, а удел ь­
ный расход откаточных выработок и сроки нахождения их в зоне влияния очист­
ных работ предельно сокращены. Каж дый этаж по простиранию делится рудо­
спусками на блоки длиной 50—60 м и по падению — вспомогательными горизон­
тами на полосы или ярусы высотой 40—50 м. Каждый яр у с отрабаты вается одним
или несколькими подэтажами в зависимости от у гл а падения зал^ кей и принятой
системы разработки. Основной горизонт подготавливается по полевой штрековой
схеме — с размещением рудоспусков в ш треках и по комбинированной схеме —
с приемом руды из верхнего яр уса в рудоспуски, пройденные из полевого штрека,
а из остальных ярусов — в рудоспуски или погрузочные выработки, располо­
женные в ортах. Возможность подготовки яр уса от слепой шахты позволяет
совмещать во времени отработку этого яр уса с дальнейшими работами по вскр ы ­
тию и подготовке нижней части этаж а.
На рис. IV. 12 показана принципиальная схема вскры тия и подготовки этаж а
высотой
и яр уса
ярусным способом. Месторождение вскрыто д вум я верти­
кальными скипоклетевыми стволами с общим околоствольным двором, располо­
женными в центре шахтного поля в лежачем боку. Один из стволов вспомога­
тельный, он имеет скиповую подъемную устан овку д л я выдачи пустых пород
при вскрытии новых горизонтов. Н а откаточном горизонте один или два квер­
ш лага. Вблизи месторождения за зоной скалы вания проходят слепой вспомога­
тельный ствол с клетевым подъемом глубиной на 2 —3 э т а ж а , предназначенный
для проведения на горизонте яр усо в кверш лагов и полевых штреков, для обслу­
живания этих горизонтов и подачи в них езежей струи воздуха. Проходится
так ж е ш трек-коллектор посередине этаж а в глубоком лежачем боку, соединяемый
на флангах поля кверш лагами с наклонными слепыми вентиляционными стволами
или с вертикальными стволами.
218
Слепой ствол диаметром 5—7 м обеспечивает поступление значительного
количества свеж его воздуха на промежуточные горизонты, а т а к ж е спуск и подъем
крупногабаритного оборудования.
Я р усн ая схема дает возможность проводить выработки независимо от со­
стояния работ па основном горизонте. В ертикальные или наклонные рудоспуски
проходят под горизонтальные выработки по мере готовности откаточных штреков
или ортов.
Д р у га я особенность схемы — возможность организации интенсивного про­
ветривания очистных забоев. С веж ая стр уя воздуха поступает в блоки по гори­
зонтальным выработкам на ярусных горизонтах от слепой ш ахты в центре и через
лифтовые и другие восстающие с откаточных штреков — на кры льях поля.
И сходящ ая стр уя во зд уха удаляется из каж дого блока по восстающим на его
флангах к ш треку-коллектору
Переход на ярусный способ вскрытия и подготовки этаж ей особенно целе­
сообразен на ш ахтах типа Криворожского бассейна, где наличие некрепких руд
и вмещающих пород, разбитых трещинами в приконтактной зоне, способствует
проявлению высокого горного давления в подготовительных, нарезных и очистных
вы работках.
Оба способа имеют следующие общие положительные свойства:
возможность осушения рудных тел и подготовки блоков в этаж е не только
с откаточного, но и с промежуточного горизонта;
экономичность применения штрековой и комбинированной (штреки и орты)
схем подготовки основных горизонтов. П ервая — мож ет быть полевгя и рудн ая,
вторая — применима д л я сложных месторождений и слабонаклонных;
подачу свеж его воздуха в блоки по выработкам большого сечения промежу­
точных горизонтов;
транспортировку людей, оборудования и материалов по вспомогательным
горизонтам до рабочих забоев
Схема подготовки должна охватывать всю сеть выработок в плане (по прости­
ранию и вкрест простирания рудного тела) и ио вертикали и учитывать эффектив­
ность работы рудничного транспорта (туп и ко вая, кольцевая схем а подготовки).
Схема подготовки долж на отраж ать схемы осушения и гравитационные потоки
руды (в пределах рудного тела, в лежачем или висячем боках).
Подготовка долж на обеспечивать на весь срок отработки нормальную э к с ­
плуатацию выемочных участков.
Классификация способов и схем подготовки
технология разработки
I. Т р а д и ц и о н н а я
А. Крутопсфающие и наклонные м есторождения
1 . Подготовка этажными штреками и ортами:
а) по тупиковой схеме;
б) по кольцевой схеме.
2 . Подготовка этажными ортами и ш треками:
а) по тупиковой схеме;
б) по кольцевой схеме.
3. Безортовая подготовка.
4. П одготовка с заглубленным расположением откаточного горизонта (ниже
этаж а).
Б. Пологие и горизонтальные месторождения
1. П анельная подготовка — главными и панельными штреками.
2 . Б еспанельная
подготовка — главными откаточными и выемочными
Штреками.
Р а з р а б о т к а м е с т о р о ж д е н и й в с л о ж н ы х г и д р о-
геологических
условиях
1. П одготовка одним горизонтом/
2 . П одготовка д вум я горизонтами:
верхний дренажный горизонт с дренажными выработками и сквозными
Фильтрами;
рабочий горизонт с веером водопонижающих скваж ин в верхнюю часть
месторождения.
219
Рис. IV .21. Схемы подготовки с заглубленны м откаточны м горизонтом и перепуском руды
с рабочего э т а ж а на заглубленный откаточны й горизонт:
1 — поток руды на откаточный горизонт 775 м; 2 — поток руды на откаточный го ри ­
зонт 850 м; А и В — зоны соответственно интенсивной и умеренной деформации в толще
пород леж ачего бока
3. Подготовка тремя горизонтами:
верхний дренажный горизонт с дренажными выработками и сквозными
фильтрами;
рабочий горизонт с веером водопонижающих скваж ин в верхнюю часть место­
рождения;
нижний дренажный (2 -й рабочий) горизонт с дренажными выработками
(подготовительными).
III.
Разработка месторооюдений
м е т о д' о м в ы щ е
лачивания
1. П одготовка вертикальными и наклонными нагнетательными и разгрузоч­
ными скваж инами, заложенными с поверхности:
а) по линейной схеме;
б) по кольцевой (ячеистой) схеме.
2. П одготовка горными выработками с предварительным рыхлением рудных
блоков взрывами и орошение отбитой руды из подземных выработок.
3. Подготовка горными выработками без предварительного рыхления руд­
ных блоков с нагнетанием выщ елачиваемых растворов в трещиноватый массив
под давлением.
4. Комбинированная подготовка дренажными горными выработками и нагне­
тательными скваж и н ам и , заложенными с поверхности.
В приведенной классификации выделена безортовая подготовка с заглублен­
ным расположением откаточного горизонта (ниже этаж а).
При безортовой схеме подготовки ниже горизонта доставки на 10 м проходят
доставочно-откаточные орты. Р уд а с горизонта доставки по коротким рудо­
спускам поступает на почву доставочно-погрузочного орта, грузи тся в транспорт­
ные сосуды и доставляется к р удо сп уску в конце орта. По рудоспуску руда по­
ступает на почву погрузочной камеры и малогабаритным экскаватором грузится
в вагоны, располагаемые на откаточном ш треке.
Д л я сохранения выработок основного откаточного горизонта предложено
(рис. IV.21) загл уб л ять его на 170— 120 м ниже отрабатываемого э таж а. При
этом руду, добытую в очистных блоках рабочего э т а ж а , после а к к у м у л я ц и й
ее на подэтаж ах, необходимо перепускать на этот откаточный горизонт по системе
рудоспусков. Необрушенный массив руды нижележащ его этаж а в этом случае,
приняв д л я себя давление налегающих разрушенных пород, предохранит от ДО'
220
Т а б л и ц а
IV. 17
Классификация способов подготовки применительно
к обычным системам разработки
Особенности способов
М есторождения
Число вы ра­
боток
Основные подгото­
вительны е выработки
А.
Простые
I. Пологие,
наклонные и
крутопадаю ­
щие
Этажные штреки
II. Горизон­
тальные
Главные штреки
Расположение о тка­
точных ш треков
способы
Одна
Н есколько
Одна
Н есколько
1. По месторождению
2. Во вмещающих по­
родах
1. По месторождению
2. По месторождению
и во вмещающих
породах
3. Во вмещающих по­
родах
1. По месторождению
2. В породах почвы
месторождения
1. По месторождению
2. В
породах
почйьт
месторождения
Б. К о м б и н и р о в а н н ы е
III. Пологие,
наклонные и
крутопадаю ­
щие
Этаж ные штреки и
орты •
Один этажный
штрек и орты
IV. То ж е
Этажные и проме­
жуточные
штреки
(ярусы ) и орты
Н есколько
V.
»
Этажные и проме­
жуточные
штреки
(подэтажи) с ответ­
влениями на каждом
подэтаже к главной
транспортной
на­
клонной галерее
(съезду)
»
V I.
»
Выработки безортовой подготовки
»
V II.
»
Выработки подготов­
ки с заглубленным
расположенном от­
каточного горизонта
(ниже этаж а)
Н есколько
этаж ны х
штреков и
ортов
1. По месторождению
2. Во вмещающих по­
родах
1. По месторождению
2. По месторождению
и во вмещающих
породах
3. Во вмещающих по­
родах
Во вмещающих поро­
д ах и по месторожде­
нию
То ж е
221
П р о д о л ж е н и е
табл.
IV. 17
Особенности способов
Место рож ден и я
V III. Гори­
зонтальные
Основные подготовительны е вы работки
Число вы р а­
боток
Главные и панель­
ные штреки
Один главный
иггрск и па­
нельные
Несколько
главных и
панельные
штреки
Расположение о тк а ­
точных ш треков
1. По месторождению
2. В породах почвы
месторождения
1. По месторождению
2. В породах почвы
месторождения
формации более глубокие слои пород с расположенными в нем откаточными
выработками.
Кроме рассмотренной возможна и иная классификация способов подготовки
(табл. [V. 17).
§ 87. Ф акторы , влияющие на выбор способа подготовки
Наибольшее влияние на способ подготовки оказываю т мощность , угол па­
дения залежи и механические свойства пород и руд.
При маломощном крутопадающем рудном теле горизонт может быть подго­
товлен одним откаточным штреком (см. рис. IV.9, а), а при большей мощности
по условиям транспорта и вентиляции необходимо проходить д ва (рис. IV .22, а),
а то и три (рис. IV .22, б) откаточных штрека.
Н а подготовку месторождений, залегающих в сложных гидрогеологических
условиях, большое влияние оказываю т принятые схемы осушения ш ахтных
полей.
Физико-механические свойства руды предопределяют выбор рудной или
полевой подготовки. При крепких и устойчивых р удах, к а к правило, приме­
няется р удн ая подготовка. Н еустойчивая руда требует полевую или штрековую
комбинированную (рудн ая и полевая) подготовку, при которой создаю тся л уч ­
шие условия д л я работы транспорта и вентиляции рудника.
При полевой подготовке крутопадающих месторождений выработки за кл ад ы ­
ваются в породах леж ачего и висячего боков (рис. IV .23), при пологопадающих —
в почве рудных пластов.
Подготовка всегда долж на учитывать технологию разработ ки , применяемое
оборудование и его пост оянное обновление. Например, применение погрузочнодоставочных самоходных машин позволяет грузить р уду с подошвы выпускных
выработок или непосредственно из очистных камер и доставлять ее к рудоспу­
скам , а когда руда погрузчиком или экскаватором погруж ается в самосвалы, то
и непосредственно на поверхность. В се это требует взаи м оувязки вскры тия,
подготовки, нарезки, очистной выемки и осушения.
При геотехнических способах разработки (выщ елачивание, выжигание
и др.) на схем у подготовки основное влияние оказы ваю т глубина залегания
полезного ископаемого, форма рудного тела и физико-механические свойства
руды (трещиноватость, пористость, крепость, минеральный состав и раствори­
мость минералов в кислотах), а так ж е физико-механические свойства вмещающих
горных пород.
Системы разработ ок определяют способ к схему подготовки всего шахтного
поля, число и тип потребных выработок подготовки (табл. IV. 18).
222
Рис. IV. 29
ГлУбо к ая»
i s
1<
ОВ'
S
хел,а "одгоговки Г
5 « t e r ?
сS СлЬ
НЫЙ СТип гг
' ~ «•«*
;
—
“
°
Г
В°Л; 2. —
с 8аРИаНТ С тп**»
—
- - ^ к г й г 'л з г ? »
11 ви сячего бо-
о*
>
>
о
системах
разработки
Я
Си
некоторых
W
^ Си J
^
3! S3
й> со
НК <
ft !
е **
■CQ'Ч*
~ £ о а>
Я о
при
со
•> ю <U Я- <
DВ
3 5 сО
выработки
Л g . g
“ S
ц, Ч 3
S з &•=<
з *-*
6• «с Н
£;
2~ о
с
CQ <1)
&* £ ЯО а :
3
ж
сз
СО О )
С и1<
Д t—
ч!
S
С s а к и и с ; 1я =:
К
и
«V
Фя I §
3 о Щх
CD Си 3
о
., ,
Ь ri кs аО 2П ri
4> ■
Я ^ оS ^R ио а^ ^О: 1
О«
к j ь
£ 05 о
sо 8о S^
\о
и<
5ООО
*<9S
ft. 5 *=£ к
£
*£
а>
>» О Д
си
а>
-^ о
д • 3 §3 вЙ
М
« s «
о S2 О
я
■Я
Сч
С?
'£Я
8
UJ
Л
1sЯ
з - А2 ^^А 5§s 5,
&
и нарезные
Подготовительные
§ О я ж
- СО ! S | §
я
224
К
1- II 1
<
со
^
s •- к
си'о S
Р? ^ Р
X
03
=t
О
к
о
0J си
с
еso
О)
о
я д
3
х
К> кС
:и
5 o’ & °® - 5 «
5 С 3 с , § Е- -м
. к
о к
3CS 0д3
О Й
о
я ^
д о
о 'О
ДО
2
°l2 Ь
3 .8
с §
О X
со
>
VO
сa
н
<D
%
К
О
п
о
Си
с
S
*
Ф
• ' 1дГ О
Л£
S
2 оо я
= !§ « £ =
О ‘I g f g - c
Iн fоi gн S^ ' ^S r
си £
я <и
СЗ Qс н
о а, £ о я
н 5 ч *
•• з « § ® « § а
н S
л ^
s I I
= Л1 £ S оо X
с «
•Я £ 3 > К Си
t: л %
а)
V= ± я к а
£ л g ^ t!)
п§
5 ^ 5 >>><
3
g * Иf 2 ~ « я
=§ 5 О
& о° s 2 S3 § D3ё оС Д**
G N
О
к 2 Я
со сч яоз
я
о s_ S
О >>
Оs a
И
О
ЯиО
С
т <
о ко
кл S2
О
2 Я
Ч = О
о 0 ,2
3 с sо
«5
С о х
226
*•0
S §S S
K ssssgs
sssssg
о а в
я о
^Г~ ‘ 9Я 2
Xм
&
g я
о *Cu О
й
■® ч ч § 5■g-s g * S i Я <Удсоо
2 *
со
Я1 * 1 р
1- 1 1
н с°
о О
~ 3
^
Я
i i ^^a оg.g
д-ч
^ Р
о
Я
Л <N
§
Я
о
н
о
у О 5с t o gН
3
О
RC Я <* = 40
со :г = « 2
t—
>Ч
§ W
со
С
о
£
со «
я
С
Л
Я Р
о
д о ю яге я
та X
25 fc
§>о
5
а,
S3
. а.
о
3 .3
£ 8
«О У
^
5
со
8*
227
оо
\j
N
м м ^м кМ ^
о о к
<и я
я
2 «в
си« о оs s0>
i
f- <и
33 н s >>а
Н
о Э оУ Е
J я
о са с
3
:Я <D са
~ Си £
; «о з*
К2
о оо
З а!
со Й я
у sr
° Й<
С- •'*'•
с<l> §.. сзсо
3
С- -**
^ «
—N<
2н X
°
_
-—
• со
5с, ^«
Я ^1
О
О
Си Рч
Q* - О О
S K Я с
=
о
~ о
5 ~°
са
о
4>
С
Я
К
р "1
х .и I
2 S- Й -S 1 S § §
С В &2Х S § §
О £ S
5 лг,
_ РЗ
я § °
8Н 1 5А
228
~ £
Й
Й
о С
нХСч» 5 С
«
■•
Я
v =С _.
>я н £ .
со
«
и § з
-
5 2
ь
Qj X > ?
3 ° . s o '® S
„ VО% Ч
и к\о
О Й
8 « f r
йУ1
* 1 са
3 * * « р.
'н я 'к '
«С
У 2 2
$ « *Я
Си О 'Ч' «-•
1Й
£
эН
<Г)
о к
‘О 3
CJ Си
229
i за иН СО
с
О и
Я
о
00
230
Фо
3 3
Я CQ о
Го
о «
5 та *°
3 В- я
&n g
г- 5
со
5 3 2 в
а4 С
Я
>
и о -а о
53 *s' «О
5 о
• &: i Я
ЯОG.
СЗ Т
а.
! з £ •с
л
о
£
О
: н *5 х vo л h
у
-)
О ^
! & § я о ГП
О *=* 5со
о
Я Sf
и ■• =. —
г- « „ о
я ^ <я оя а>
_ _з оь
я
*с
Яо
о
о У х
'"О>,
<
“>*я-Г
XО
и и и
с ^ а а оя 2^ см о *
—< Си JH . 5
Г
С2 я
а < \- 3
о Д-с \о
Й Р
о
о
С§ sя
231
*4
п
vo
со
н
о
К
СО
ST
а
•о
О
к
CU
оQ.JS
о g
§ aЧ а
Ь
о£
со
со «
*
СО
<L> 3
|
я - £ о ° >
=
'g
s
Щ
§<о я t1 з2 3и В *г
12 со
3 х4 г—
^ с^;
1& |§ Ж
| ®
X з £ со
я о ° §■ 4
! "К &Я § 5О с>■>ш СХ
К
* * <D
О Ш0 CL>2
^
с
s
•• X
~ 5 3 3 :О н .. К о
о
о О
О=
^
Л ОС
\) о
£ У
жо
о. <
1>>>
^Л
' SТ
> . _ о
Ок О
>.=;
Сь. л
О
то сs
ч в* g o
о.
V
3 К
о>
ГГ! Ь*
..
«
и
2
>о
s я S « я
й- о s то „
О ***« a s а>£ * S = з р §
О X с
I §■ - я ф g« 6 . £»
с- о <
2 ^3 н р. g с sК
О. У о о
Я 'то
« а > 4 3 то „ К
о н S' о О
г-4 О
X
с а О CQ о X й Х «с о К
о
• --S
b
о 'gс о
Й
о
м
о
|f
е
\о 5 °
: §
s
;>>,
кL> ж
—<
„
я
Б к
3 О- к->,?>*»2«л.
О с сха^ с
232
233
Рис. IV .23. Ортовая и ш трековая подготовка крутопадаю щ их месторождений:
а — с д в у м я ш треками, пройденными в леж ачем и висячем боках м есторож дения (/ —
кверш лаг; 2,2' — штреки в леж ачем б о ку соответственно на откаточном и вентиляци он­
ном горизонтах; 3,3' — то ж е, в висячем б оку; 4 — орты); б — с одним и в — с д ву м я
ш треками, пройденными в леж ачем б оку (/ — квер ш л аг; 2 — откаточный ш трек; 3 — орты
£ з а л ~~ Алина залеж и по простиранию, м; а — расстояние м еж ду о ртам и-заездам и, р ав ­
ное длине блока, м; в — расстояние от ко н такта с рудной залеж ью до откаточного ш трека,
м; а х — расстояние м е ж д у ш треками, м; а г — расстояние м е ж д у квер ш л агам и , м ); г —
схем а к определению расстоян ия (в) от ко н такта рудного тел а до откаточного ш трека в
зависимости от условий перепуска руды с верхнего подэтаж а на откаточны й горизонт
( а — уго л падения рудного тела, гр ад усы ; 1Х — расстояние от ко н такта р удн о го тела до
перепускного восстающего, м; /2 — длина со става, м; h Q — вы сота э т а ж а, м; п —* коли че­
ство подэтаж ей)
§ 88. Выбор м еста заложения подготовительных выработок
Откаточные выработки. Штреки следует располагать на таком расстоянии
от рудного тела, чтобы была возможность сохранить их на весь период отра­
ботки э т аж а и иметь минимальные капитальные и эксплуатационные затраты .
Поэтому перед выбором места залож ения подготовительных выработок необхо­
димо по месторождению точно знать горно-геологическую характеристику гор­
ных пород и руд, иметь некоторые основные сведения из базовых ф изикотехинческих характеристик пород и руд, их предполагаемое изменение на^ рассматри­
ваемой глубине. Эти сведения проектные организации получают от научноисследовательских институтов и геологоразведочных организаций.
П одготовка этажными ш т рекам и пологих , наклонных и крут опадающ их
м ест орож дений. Э таж ные штреки проводят в рудном теле или в боковых поро­
дах , чаще леж ачего бока. При таком расположении этаж ны х ш треков обра­
зу ется туп и ко вая схема откатки. При весьма неустойчивой руде и при подготовке
д вум я этаж ными штреками их проводят во вмещающих породах. При большой
производительности шахты для увеличения интенсивности откатки и упрощ е­
ния схемы проветривания эгаж ны е штреки соединяют м еж ду собой и создают
кольцевую схем у откатки.
В мощных месторождениях при подготовке одним штреком его проводят:
по кон такту с лежачим боком; посередине или вблизи от середины месторожде­
ния; по кон такту с висячим боком.
Проведение ш трека по контакту с лежачим боком обычно вы зывается необ­
ходимостью следовать за контуром рудного тела, обеспечивая удобство вы п уска
руды со стороны лежачего бока и уменьшение надштрекового целика (по сравнению
с положением ш трека посередине рудного тела). Н а месторождениях мощностью
более 30 м, в целях улучш ения вы пуска отбитой руды , проводится рудный погрузочно-доставочный штрек. Т ак к а к ш трек, пройденный по кон такту с рудной
залеж ью , может быть разруш ен горным давлением в зоне деформации пород
леж ачего бока, то за этой зоной проходится второй откаточный ш трек (см.
рис. IV .22, б\ рис. IV .23, в). Проведение ш трека по кон такту с висячим боком
применяется редко при устойчивых породах висячего бока и слабых породах
л еж ачего бока. Ш трековая подготовка при этаж но-кам ерны х системах раз­
работки и доставки полезного ископаемого с помощью виброустановок позволяет
интенсивно отрабатывать этаж .
При подготовке маломоцных и топких месторождений в рудном теле обычно
проводят один этажный штрек. В тонких ж и л ах штреки проводят таким образом,
чтобы ж и л а находилась посередине его сечения (кр утое падение), у кровли,
у почвы или в породах почвы рудных залеж ей , и из них проводят рудоспуски
и ходки (пологое падение).
Выбор схемы расположения штреков производится с учетом: хар актер а
ж илы (постоянство элементов залеган и я, наличие геологических нарушений);
устойчивости боковых пород; срока служ бы ш трека; условий доставки
РУДЫ.
При большом сроке служ бы ш трека его располагаю т в устойчивых породах
леж ачего или висячего бока. П огр узка руды в вагонетки производится в штреке
через простые люки или вибролюки под действием гравитационных сил (само­
теком) или с помощью скреперных установок (пологопадающие ж илы).
П реимущества данного способа подготовки — более легкое проветривание
и несколько меньший объем подготовительных работ на основном горизонте по
сравнению с подготовкой весьма мощных месторождений этажными штреками
и ортами.
Недостаток способа — м ал ая устойчивоть штреков по сравнению с подго­
товкой штреками и ортами.
П одготовка главными штреками горизонтальных м ест орож дений в зави ­
симости от их размеров ведется одним или несколькими главными ш треками,
проводимыми по руде или в породах почвы.
Расположение главны х штреков зависит: от устойчивости руды ; гипсоме­
трии почвы рудного тела и условий откатки; требований дополнительной р аз­
ведки и необходимости оставления руды в целиках.
235
Преимуществами данного способа подготовки являю тся: несколько меньший
объем подготовительных работ и более благоприятные условия проветривания
по сравнению с подготовкой месторождения главными и панельными штреками.
Этажные штреки и орты. Подготовка этажными штреками и ортами поло­
гих, наклопных и круты х месторождений применяется при разработке весьма
мощных месторождений с одним или несколькими штреками, проводимыми в р уд­
ном теле или во вмещающих породах, или по руде и породе в одном из боков
месторождения.
Ортовая подгот овка горизонт а с одним откаточным ш т реком , пройденным
в лежачем боку месторождения, рассчитана на доставку полезного ископаемого
из очистных забоев с помощью скренерных установок. Орты-заезды проходят
через 50—70 м в зависимости от принятой длины блоков.
Подготовка одним штреком с ортами неудобна из-за встречного движения
и вы зы вает необходимость проведения при большой производственной мощности
горизонта двухп утевы х штреков. Проведение д вух и более этаж н ы х штреков дает
возможность осуществить кольцевую схем у подготовки и откатки.. По сравнению
с подготовкой этажными ш треками рассматриваемый способ подготовки х а р ак ­
тери зуется большим объемом подготовительных работ на основном горизонте.
Преимуществами его являю тся: меньший срок поддержания ортов и большая
их устойчивость по сравнению со ш треками, отсутствие необходимости загр узки
вагонеток в этаж ны х ш треках, более полная разведка и оконтуривание залеж ей ;
более интенсивный дрен аж залеж ей; возможность отработки блоков независимо
д р уг от д руга.
При неустойчивой р уде подготовка ведется штреками, проводимыми в по­
родах лежачего и висячего боков месторождения и ортами.
П одготовка главными и панельными штреками горизонтальных месторож­
дений принимается при разработке обширных горизонтально и весьма полого
залегаю щ их рудных тел. Штреки откаточного горизонта проводят по руде или
по породе почвы. Возможно применение кольцевой схемы при нескольких г л а в ­
ных ш треках. Число главны х штреков зависит от конфигурации и размеров
месторождения и параметров панелей.
При комбинированном сп о со б е подгот овки для передвижения самоходных
горных машин с подэтаж а на подэтаж проводят уклоны (съезды) под углом от 4
до 10°. Эти съезды (уклоны) связы ваю т м еж ду собой подэтажи с рудоспусками.
Расположение восстающих. Восстающие в месторождениях большой мощ­
ности проводят наклонными или вертикальными. В маломощных месторожде­
ниях — согласно у гл у падения рудных тел с учетом следующих требований:
удобства и безопасности сообщения с очистными забоями, нормальных условий
д л я проветривания забоев; удобства доставки руды на откаточный горизонт
и закл ад ки в выработанное пространство, а т ак ж е доставки материалов в очист­
ные забои; минимальных расходов по проходке и ремонту; конструктивных осо­
бенностей принятой системы разработки; детальной разведки.
Расстояние полевых откаточных штреков от контура рудного тела. Из усло­
ви я перепуска руды с верхнего подэтяжя на откатсчный горизонт при применении
вертикальных перепускных восстающих расстояние от контура рудного тела
до откаточного ш трека (см. рис. IV .23, г)
(IV .56)
b — h + W>
( I V .57)
Ш трек, расположенный на расстоянии b от контакта рудного тела, из усло­
вия перепуска руды по формуле (IV .56) может о казаться в зоне опорного д ав ­
ления. Под опорным давлением понимается горное давление, возникающее близ
горных выработок в массиве пород.
По С. Г. Авершину, при разработке рудного тела у д а л яется опора части
пород, расположенных над выработанным пространством; сила тяж ести под­
резанного гтолба передается на соседние участки руды , окружаю щ ие очистные
работы.
236
С ум м ар н а я п р и гр узк а
Q= —
на кажды й
Ъ
целик
(IV . 58)
где а — ширина очистного пространства, м; И — глубина ведения очистных
работ от поверхности, м; у — плотность пород, т/м3.
Распределение этой пригрузки существенно зависит от физико-механических
свойств пород покрывающей толщи, мощности рудного тела, глубины разработки.
По мере приближения фронта очистной выемки к лежачему -и висячему
бокам опорное давление будет перемещаться во времени и пространстве.
При вы емке руды у контактов залеж и опорное давление переместится на
породы леж ачего и висячего боков и будет оказы вать влияние на откаточные
и вентиляционные штреки.
Величина опорного давления на породы леж ачего и висячего боков и х а р а к ­
тер ес распределения зави сят от процессов, происходящих в толще массива.
Суммарное давление мож ет достигать величин., в 2—5 раз превышающих перво­
начальное давление в нетронутом массиве.
В се процессы, происходящие в толще пород, являю тся результатом очист­
ных работ и обусловливаю тся горнотехническими условиям и, геологическими
особенностями строения надрудной толщи и физико-механическими свойствами
горных пород.
Криворожский горнорудный институт (КГРИ ) д л я мощных месторождений
КМА рекомендует располагать откаточные штреки леж ачего бока от границ
рудного тела на расстоянии
b = 0 ,3 tf,
(IV . 59)
где 11 — глубина разработки.
С. М. Липкович, используя результаты исследований С. Г. Авершина, пред­
л агает определять расстояние ш трека от границы залеж и по величине зоны
опорного давлени я (рис. IV .24, а)
Lon
= (1,87 + 1,13ft) 2' У Щ ,
(IV .6 0)
где И — глубина работ от поверхности, м; h — высота э та ж а, м; 5 — коэффи­
циент крепости пород лежачего бока (для крепких пород можно принимать 0 , 8 ;
для пород средней креп ости — 1; д л я с л а б ы х — 1, 2 ).
Согласно теории горного давлени я, в нетронутом массиве горных пород
сущ ествует весьма простое поле напряжений. Н а значительных глубииах и при
больших давлени ях (идеальный случай) коэффициент П уассона стремится к 0,5,
поэтому напряженное состояние массива можно принять гидростатическим, т. е.
Ох = Gy = сг2 = СГоо = yZ,
(I V .61)
где Y — плотность пород, т/м3; Z — расстояние от поверхности земли до центра
выработки, м.
В результате проведения горных выработок происходит перераспределение
напряжений в пределах определенной зоны с радиусом Rtt. Размеры зоны пере­
распределения определяются исследователями по-разному. Радиус зоны влияния
горной выработки на окружающ ие породы принимается RB — от 2,1 до 3,4 или
2,3 до 2 ,5 наибольшего линейного размера выработки.
Очистное пространство (вкрест простирания) в панели можно рассматривать
к а к вы работку большого дигметра. Конечный размер его равен ширине вы р а­
ботанного пространства (сумма ширины отработанных блоков).
Следовательно, штрек и очистное пространство условно рассматриваю тся
к а к две смежные выработки, оказывающ ие влияние д р уг на д р у га (см.
рис. IV .24, б).
По мере продвижения фронта очистных работ от висячего бока к леж ачем у
боку, или наоборот, горное давление будет оказы вать все большее влияние на
откаточные штреки леж ачего или висячего боков. Принимая ширину выработан­
ного пространства вкрест простирания к а к пролет выработки, равной мощности
рудного тела, будем иметь: для мощных месторождений RB = 2,5В , д л я сверх237
Рис. IV'.24. К определению расстояния штрека от рудного тела:
а — по зоне опорного давлен и я (/7 — глубина работ от поверхности; h Q — вы сота э т а ж а ;
£ оц — зона опорного д авл ен и я; m t — ширина очистного пространства); б — по зоне влия*
иия очистных работ (1 — массив р уды ; 2 — очистное пространство; 3 — породы, подле­
ж ащ ие обрушению; 4 — откаточный ш трек); в — по у г л у сдвиж ен ия породи у г л у падения
залеж и
— расстояние откаточного ш трека (по горизонтали) от границы залеж и на р а ­
бочем горизонте; ЬП1 — расстояние по горизонтали откаточного ш трека рабочего гори­
зонта п до границы зал еж и па ниж ележащ ем горизонте n t ; 3 — принятый уго л сдвиж ения
пород л еж ачего б ока, гр а д у с; а — у го л падения залеж и со стороны леж ачего б ока, г р а ­
дус)
мощных месторождений /?в = 2В, где Ru — радиус влияния очистного про­
странства,, м; В — ширина очистного пространства вкрсст простирания, м.
Отсюда удаленность штреков от границы залежи
Х = ( 2 ч - 2 ,5 ) т ,
(IV .62)
где т — горизонтальная мощность залеж и , м.
Полученное расстояние откаточного штрека до границы залеж и необходимо ■
проверять по принятому у гл у сдвижения пород и у г л у падения леж ачего или
висячего боков (рис. IV .24, в):
( I V - 6 3 )
где bn — расстояние откаточного ш трека рабочего горизонта от границы з а ­
леж и, м; ЬП1 — расстояние (по горизонтали) от откаточного ш трека рабочего
горизонта п до границы залеж и на нижележащем горизонте hlt м ; hni — высота
нижележащего этаж а, м; |3 — принятый угол сдвижения пород леж ачего бока,
градус; ос — угол падения залеж и со стороны лежачего бока, градус.
238
Одиночная выработка круглого сечения (рис. IV .25, а , б, в) испытывает
большое давление не только свер ху, но т а к ж е с боков и снизу за счет уп р уги х
поперечных деформаций пород. В общем сл уч ае можно считать, что в каждом
элементарном объеме одна из главны х осей напряжений направлена по радиусу 6 2,
а д р у га я главн ая ось — по касательной к кон туру выработки, и вдоль этой оси
действуют максимальные сжимающие напряж ения бх, называемые окруж ными,
(т. е. вдоль окруж ности). Сжимающие напряж ения в радиальном направле­
нии 6 2, очевидно, снизятся до н ул я у кон тура выработки (незакрепленной) и
с удалением от выработки постепенно возр астут от н ул я до величины, нормальной
д л я нетронутого м ассива. О кружное ж е напряж ение
достигнет максимума близ
выработки, а затем по мере удаления от выработки постепенно снизится до нор­
мальной величины д л я нетронутого массива.
Увеличенное окруж ное давление принято называть опорным давлением.
После проведения выработки давление расположенных над ней пород пере­
дается практически не на бесконечную площадь, а лишь на зоны, ограниченные
по обеим сторонам длиной / (рис. IV .25, г, д). Конфигурация этих зон опреде­
л яется эпюрой давлени я, которое возрастает от н ул я до м аксим ум а, а затем плавно
сниж ается.
Эпюра хар актеризуется отношением ширины зоны влияния выработки по
одну ее сторону к ширине самой выработки; коэффициент концентрации на­
пряжений
(I V .64)
где о 2 max — максимальное вертикальное сжимающее напряжение,
Отношение —/ по сущ еству^ определяет величину Л к .
Па.
Д л я идеально уп р уго го -материала — • не зависит от ширины пролета Ь.
Иногда, по данным отдельных замеров, это может быть отнесено и к породному
м ассиву. Но в большинстве случаев зона опорного давления увеличивается в мень­
шей степени, чем ширина выработки.
Приближенно отношение
_1_
4 - = * вК п о р ,
b
( I V .65)
где /Св =~ ^—И — коэффициент вли яния ширины пролета; /Спор— 0 , 8 - М ,5 —
коэффициент влияния свойств пород. Д л я трещиноватых пород средней крепости
к к - | i+ 4 - j
<i v ' 66>
где Кф — коэффициент формы выработки в плане, учитывающий, что часть д а в ­
ления пород, расположенных над выработкой, воспринимается массивом по ее
торцам. И зменяется от 0,7 при квадратной форме обнажения до 1 при большой
(более трех пролетов) длине выработки.
При обособленных (см. рис. IV .25, а) и сближенных (рис. IV .25, ж, з) вы ­
работках опорное давление распределяется в интервале м еж ду ними. При боль­
шом горном давлении или непрочном породном массиве подготовительные в ы ­
работки по возможности следует располагать на расстоянии
Ь г>
k.
(IV .67)
В ы ем ку руды ж елательно вести т а к , чтобы число у зк и х (шириной менее
К “1“ 4 ) участков было минимальным. При небольшом расстоянии м еж ду вы ­
работками целесообразно возводить искусственные опоры. Вместе с опорой
целик образует единую конструкцию, средняя часть которой подвергается все­
стороннему сжатию.
§39
Рис. IV.25. Опорное давление для ряда случаев:
а , б , в — при одиночной вы работке к р угл о го сечения ( а — схем а; б — эпюра давл ен и я по
линии 1 —/; в — эпюра о круж н о го 6t ; радиального 62 и сдвигаю щ его т напряжений в зоне
опорного давления шириной I; 2 — граница зоны опорного д авл ен и я); г — при отдельной
вы работке; д — при наклонном выработанном пространстве (эшоры по линии 1 — I дл я вер ­
тикальны х сжимаю щ их напряж ений; площадь 2 равна площади 7, соответствую щей силе
тяж ести пород над половиной вы работки); е — при обособленных вы раб отках (расстояние
м еж ду выработками больше 1Х-|- /2); о/О, з — при сближенных (расстояние м едж у вы р а­
ботками меньше /х Ч- U) вы раб отках (эпюры по линии 1 —1 д л я вертикальн ы х сжимаю щ их
напряжений; Z, — опорное давление от правой выработки; Z2 — то ж е, от левой; Z x -{Z 2 — суммарное опорное давление)
Расстояние полевых откаточных штреков от контура рудногс тела, полу­
ченное расчетным путем, необходимо критически оценить по совокупности фак­
торов: физико-механических свойств руды и вмещающих горных пород; глубины
ведения очистных работ от поверхности: изменения плотности горных пород
с глубиной; мощности рудного тела; высоты э т аж а; применяемых систем раз­
работки. Только после комплексного анализа можно принимать решение!
§ 89. З атраты и н атуральны е показатели
при технико-экономическом сравнении вариантов подготовки
Метод вариантов применяется в сл уч аях , когда можно применить несколько
способов подготовки.
По каж до м у варианту определяется сумма затр ат на 1 т добычи, зависящ их
от рассматриваемого способа.
В суммарные затраты входят стоимости проведения выработок, поддержания
выработок, подземной откатки, Еентиляции подземных работ, осушения месторож­
дения, возврата затр ат на проведение штреков или ортов в рудном теле от реали­
зации добытой руды.
Удельное значение суммарных затр ат на 1 т добычи:
л _
(Qnp “Г Q n од + QoTK + Qb—+----------------------------------Qoc — Свозор) О
P) ,
----------------------------------------q
/тл? ao\
(IV.
08)
где Qnp — стоимость проведения выработок; фПод — стоимость поддержания
выработок; Q0тк — стоимость откатки руды; Qb
стоимость вентиляции; Qoc "—
стоимость осушения месторождения; Фвозвр — стоимость возврата от реализации
добычи руды; Т — запас этаж а, т; г) — коэффициент извлечения запасов руды;
Р — коэффициент разубоживания руды.
Способы подготовки с разницей удельного значения q в 10— 15 % считаются
экономически равноценными.
Выбранный по экономическим преимуществам способ подготовки должен
быть проверен на обеспечение надлежащ его опережения подготовки по отноше­
нию очистной выемки при заданной годовой производительности горизонта.
Необходимый срок подготовки горизонта зависит от интенсивности р азр а­
ботки этаж а.
В качестве критерия сравнения объемов горно-подготовительных работ при
различных системах разработки используют объем или длину гор но-подготови­
тельных выработок, отнесенных к тысяче тонн подготовленных запасов:
(IV . 69)
(IV .70)
где d, d x — объем или длина горно-подготовительных выработок на одну тыс. т
подготовленных запасов, м3/1000 т или м/1000 т; Г0, Ги — объем или протяжен­
ность горно-подготовительных выработок, м 3 или м; Ап — запасы руды, под­
готовленные к вы емке, тыс. т.
§ 90. Нормы обеспеченности подготовленными
к выемке запасами руды
Балансовые запасы полезного ископаемого, подсчитанные и утвержденные
Государственной комиссией по запасам (ГК З ), во время отработки на действу­
ющей шахте классифицируются на вскрытые, подготовленные и готовые
к выемке.
241
Вскрытые — запасы месторождения или его части, находящ иеся выше го­
ризонта нодсечки капитальными вскрывающими выработками,- из которых
намечается проведение подготовительных
выработок.
П одготовленные —
запасы в блоках или на уч астк ах , в которых пройдены все подготовительные
выработки, предусмотренные проектом системы разработки и дающие возм ож ­
ность начать проведение нарезных выработок. Готовые к выемке — запасы руды
в блоке или части блока, в которых пройдены нарезные выработки, необходимые
д л я ведения очистных работ и обуренные при системах с отбойкой взрывными
скважинами.
Во многих с л уч аях вскрытыми запасами оказываю тся запасы всего ш ахт­
ного поля (месторождения). В д р уги х сл уч аях количество вскры ты х запасов
оп редел я ется проектом. Обеспеченность подготовленными запасами рекомендуется
принимать не менее чем на два-три и более года работы рудника проектной про­
изводительностью.
Нормы подготовленных к выемке запасов составляю т для ж елезных рудников
от 5—б до 54 мес, для рудников цветной металлургии — от 6 до 36 мес, по
готовым к выемке запасам руды от 4 до 12 мес. Сроки обеспеченности рудника
подготовленными и готовыми к выемке запасами устанавливаю тся с учетом горногеологической и горнотехнической характеристик, условий подготовки и приме­
няемых систем разработок.
По методике В НИМИ нормативы запасов рекомендуется определять по пла­
нируемым средним показателям системы разработки и вычислять в единицах
времени: норматив готовых к выемке запасов, мес,
(IV .7 1)
норматив подготовленных запасов д л я систем с отработкой блока в одну оче­
редь, мес,
(I V .72)
норматив подготовленных запасов д л я систем с отработкой блока в две и более
очереди
в 2=
(?бл Г( 0 , 5 - а)
го
ч- 2 а - ^ гн
( I V .73)
где а — коэффициент, характеризую щ ий среднее количество готовых к выемке
запасов в блоке относительно его начальных запасов; /Ср — коэффициент резерва;
Qqл — запас блока, т; Р 0 — производительность блока в стадии очистных р а­
бот, т/мес; VH — объем нарезных работ в блоке на единицу зап аса, м3/т; Р н —
объем нарезных работ в блоке, м3/мес.
Значение коэффициента а зависит от последовательности подготовки и от­
работки запасов блока и определяется по формуле
(I V .74)
где По — число очередей выемки в блоке, под которыми ВНИМИ имеет в виду
варианты последовательности отработки блоков.
Камерно-столбовая система явл яется примером отработки в одну очередь,
принудительного этаж ного обрушения на компенсационные камеры — в две
очереди, системы слоевого и подэтажного обрушения — в три, четыре очереди,
242
Значение коэффициента /Ср в зависимости от условий рекомендуется при­
нимать в пределах 1,25— 1,4. Нормативы запасов в тоннах по системе разработки
определяются по формулам:
готовых к выемке
Qr. в — М с ;
подготовленных
Qu —
где Ас — проектируемая добыча по системе разработки, т/мес
(IV .75)
(IV .76)
Число тонн подготавливаемых в год запасов, необходимое для обеспечения
плановой добычи без учета потерь и разубоживания при добыче, определяется
по формулам:
готовым к выемке
(I V .77)
подготовленных
(IV . 78)
где Лс , Л ' — проектируемая добыча расчетного и следую щ его, годов; Qr Ву
Qu — остаток запасов на начало года; В'и В'2 — нормативы запасов (в годах
на следующий год.
РАЗДЕЛ
ЗАЩИТА
ОТ
ВОДЫ
V
И ОСУШЕНИЕ
ШАХТНОГО
ПОЛЯ
П одземная вода — вода, находящ аяся в почвах и горных породах земной
коры в любых физических состояниях, вклю чая и химически связанную .
Ш ахтные воды — все воды, проникающие в выработанное пространство и
проходящие через водоотливное хозяйство шахты.
Защита от воды — это своевременное выявление и предупреждение опас­
ности притоков и прорывов воды в горные выработки и ликвидация их послед­
ствий.
Водопонио/сающая скваж ина — скваж и н а для откачки воды из водоносных
горизонтов на поверхность при помощи глубинных насосов.
Водопоглощ ающ ая скваж ина — скваж и н а для перепуска воды с верхних
горизонтов на нижние.
Сквозной фильтр — скваж и н а, пробуренная с поверхности до кровли под­
земной выработки, обсаженная трубами и оборудованная фильтрами в местах
пересечения водоносных пород. Сквозной фильтр применяется д л я осушения
водоносных горизонтов, залегаю щ их над полезным ископаемым на расстоянии,
недосягаемом забивными фильтрами.
Забивной фильтр — средство д л я снижения уровня (или напора) подземных
вод d пласте, находящ емся на небольшом расстоянии от яыряботок. Длина з а ­
бивного фильтра достигает 12— 15 м..
П ьезомет рический уровень — уровень, устанавливаю щ ийся в скваж и н ах и
колодцах при вскрытии напорных вод. В ы раж ается в абсолютных или относи­
тельных отметках и в п аскал ях.
ГЛАВА 1
ОГРАЖДЕНИЕ ш а х т н о г о п о л я
ОТ ПРОНИКНОВЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ
вод
Реки и пруды, расположенные на территории шахтного ноля, чаще отводят,
а болота и мелкие озера осушают откачкой воды или проходкой кан ав. Когда
по условиям рельефа местности отвод рек и озер экономически нецелесообразен,
оставляют целики, размер которых определяется расчетом. Охранные целики
позволяют отрабатывать месторождения под днем океана (рис. V .1). Н а руднике
«В абана» потери руды в целиках составляю т 40—50 % . К ровля, поддерживаемая
целиками, сохраняет хорошую устойчивость. Приток воды в подземные вы ра­
ботки незначительный, вода — пресная.
Поглощаемость речных вод на территории месторождения может быть сни­
ж ена экранированием трещиноватых участков глиной, бетоном или вовсе исклю­
чена, когда русло реки зам ен яется водонепроницаемым лотком или каналом
с водонепроницаемой облицовкой.
При проектировании отвода рек необходимо учитывать перспективы осу­
шаемого месторождения и прежде всего возможный прирост запасов шахтного
поля за счет снижения кондиций на полезное ископаемое. Д л я избеж ания боль­
ших затрат на повторный отвод русел рек трассы отводных каналов должны
быть намечены с таким расчетом, чтобы они могли служ и ть 50—70 лет.
Гидравлический режим кан ал а определяется уклоном дна, характеристикой
пересекаемых пород, количеством твердого стока и т. д. При повышенных укло ­
нах наблюдается размыв его бортов и дна, при пониженных — заиливание. Если
обходная трасса длиннее старого русла реки, то д л я сохранения гидравлического
режима в головной части кан ал а с помощью плотины создают некоторый подпор;
при спрямлении речного русла уклон в канале увеличивается.
24 4
Т аб л и ц а
V. 1
Инфильтрация ( % ) в зависимости от особенностей грунтов
Гумусовы й слой
Грунты
Чистые песчаные почвы
Супеси
Лёссы
П окрытые
сугли н кам и
нет
есть
75
35
37,5
17,5
—
20
10
5
Т абли ц а
V.2
Коэффициент стока ф для отдельных объектов, доли ед.
1
0 ,8 5 - 0 ,9 5
0,80 -0 ,9 0
0 ,5 - 0 , 7
0 , 4 - 0 ,6
0,15—0,30
0 , 1— 0 ,2
р
Крыши
Бесшовные покрытия (асфальтированные и бетонные дороги)
Обычные мостовые, мостовые из мелкого камня
Гидротизированные щебеночные покрытия
Песчаные и гравийные дороги
Н езакрепленные поверхности, спортивные и игровые площад­
ки, рельсовые пути и т. д.
Поверхности с травянистым покровом, парки, сады
Д л я районов с разной степенью застройки:
открытая застройка с большими расстояниями меж ду домами,
отдельные квар тал ы с многочисленными садами
весьм а плотная застройка (старые городские центры, поверхно:ти с бесшовными покрытиями)
рядовая застройка (без разрывов м еж ду зданиями)
групповая застройка с хорошей планировкой
откры тая застройка (одно- и двухкварти р н ы е дома)
•ф
о
0
Объекты
0 ,2 —0,3
0 , 6 —0,8
0 ,5 —0,6
0 ,4 —0,5
0 ,3 —0,4
Крупные реки, протекающие над месторождением, иногда целесообразно
оттеснять дамбой.
Количество поверхностных вод, образуемых за счет атмосферных осадков,
измеряется высотой слоя воды (мм), накопленной за определенный период вре­
мени (год, месяц, сутки ), отдельный дож дь или снегопад. Высота слоя осадков
10 мм соответствует 10 л воды на 1 м° поверхности земли.
Количество осадков (мм)
Qo — С + И + Я ,
(V .1)
если не учитывать накопление влаги почвой, то
Qo — С
И,
(V.2)
где С — сток, мм; И — испарение, мм; Я — накопление влаги почвой, мм.
Ориентировочно, в зависимости от количества осадков испарение (мм)
И = 0,058Q + 405.
(V.3)
Объем инфильтрации, от которой зависит объем грунтовы х вод и влажность
почв, определяется в первую очередь видами грунтов (табл. V. 1), почвенного
покрова и количеством осадков.
На величину стока (модуля стока) влияют размер 'и форма водосборной
площади, рельеф местности, свойства почв, наличие растительности, уровень
246
Рис. V .2 . Расположение ус т ь я штольни по отношению к водоему:
1 — ш тольня; 2 — эст а к а д а; 3 — вагон на ж елезнодорожном пути; 4 и 5 — соответ­
ственно высший и низший уровни воды
грунтовых вод, а т а к ж е климат. Общий сток С (мм) склады вается из поверх­
ностного СПов и подземного Спод стоков:
С = Слов
Спод-
(V.4)
Объем стока определяется в основном количеством осадков, испарением и инфиль­
трацией. Если накопление влаги почвой не учиты вать, то подземный сток иден­
тичен инфильтрации.
П оказатели водного баланса принимаются по данным метеорологической
служ бы .
Основой д л я расчета водоотливных к ан ав яв л яется модуль стока (л/с* га)
<fi = № д
,
(V.5)
или расход стока (л/с)
Qc = qcP *,
где уд — модуль дож девы х осадков, л/с*га; F B — площ адь, га ;
циент стока (табл. V.2)
(V . 6 )
я)? — коэффи­
У) Fityi
Ч> =
---------- •
(V-7)
i= l
При наклонном
рельефе к табл. V .2 сл едует вводить поправки [28]:
Уклон м е с т н о с т и ..................................
П оправка, %
.......................................
1 : 50 -1 : 20
5
1 : 20 —1 : 10
10
Болсс 1 : 10
15
Поверхностные воды м огут проникать в ш ахту через ус ть я горных вы ра­
боток, незатампонированные и подсеченные выработками разведочные скваж ины,
через трещины, достигающие земной поверхности, образующ иеся вследствие
ведения подземных работ.
Д л я предотвращения попадания воды в ш ахту все буровые скваж ины, за
исключением наблюдательных и пересекающих водоносные горизонты, должны
быть затампонироваиы, а усть я горных выработок расположены и ограждены
так, чтобы в них не попадали паводковые воды (рис. V .2). Д л я защиты ш ахт­
ного поля от паводковых вод усть я выработок в речной пойме ограждаю т дамбами
П-образной формы, концы которых подводятся к высокому берегу. Канавы для
стока воды не должны пересекать водопроницаемые породы и отводить воду за
контуры депрессионных воронок. Эти кан авы присоединяются .непосредственно
к районной системе отвода воды.
247
Высота дамб, глубина к ан ав, их расположение и угол уклона к ан ав проектируются в строгом соответствии с топографией и гидрографией местности, контурами депрессионных воронок и углов сдвижения пород.
Расчет сооружений д л я гидрозащиты горних выработок от поверхностного
стока производят на максимальный паводковый расход повторяемостью: для
рудника годовой производственной мощностью по сырой руде до 0 ,5 млн. т —
один раз в 50 лет; 0 ,5 —2 ,0 млн. т — один раз в 100 лет; более 2 млн. т —
одни раз в 20 0 лет.
Отказ от защиты подземных горных выработок от поверхностного стока
должен быть обоснован специальными гидрогеологическим и технико-экономи­
ческим расчетами.
ГЛАВА 2
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРИТОКОВ
И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ШАХТ ОТ ВОДЫ
В рамках общих мероприятий по защ ите ш ахт от воды необходимо выпол­
нить комплекс исследований по изучению гидрогеологических (рис. V .3) и фи­
зико-механических (рис. V.4) свойств подрабатываемого м ассива.
Задачи проенозирования
Разведки и исследования
водоносных п л а с то в и зон
аккумулирования воды
Изучение сбой cm 6
водоноснь'Х п л а с то в
;
число п ла сто в, поло­
ж ениеу м о щ н о с ть ,
распространена е,
строение (петрогра фи я, те кто ни ка , страт и граф и я, морфология)
Химические:
минерализация .растворим ы е
ве щ е ства , рас­
творим ы е газы,
следы племен то в у
Вид аккумулирования
( открб/тое , закрытое)
растворяю щ ая
способность
С в ойств а зон акку­
м ули р о в а н и я в а ш :
Ф изические:
п л о т н о с т ь , наг?ряж е н но е сос­
т о я н и е ги д р о ­
ста ти ч е ск о е ,
напр яж е нн ое
состояние, дав­
ление газов,
те м п е р а тур а ,
скорость тсчекия
Гдо ло ги ч е с к и е
п о р и с - а к куму л и т о с т ь , \рую щ аяспо
пронии,а- ( codnocmbjocyе м ость
шаемость
пиш ание\ услов ия
с то к и { подпитки
И
Изучение
с в о й с т в воды
Разведка и uccjпедавания
водоупорных л и з а щ и т ­
НЫУ
СЛ1н е е
Изучение с в о й с тв
водоупорны х слоев
Геологические
•
число слоев, п о л о ж е кие, м ощ ность,
ра сп ро стра н е ни е ,
стр о е н и е (пе тр о гр а ­
ф ия, те к то н и к а ,стр а ­
тигр аф ия , морфоло ги я)
Водоудерживающи е .п о р и с т о с т ь , прони­
ца ем о сть, в ла го ем­
кость,растворимость
Механические
( деформируемость)
М еханические
( деформируемость)
Рис. V .3 . Комплекс задач но изучению гидрогеологических свой ств подрабаты ваемого
м асси ва
248
;
J
\
1
1
Разрывные деформации водоупорных и водоносных
пород вследствие образования полостей
Переход из основного статического напряженного
Изменение напряжений
состояния во вторичное напряженное состояние
В отдельных очистных забоях
Способы
выемхи
Сплошная,
камерами
Столбовая,
хамерно столбовая
Лавами,
потолхоуступная
Системы
разработки
Порядок веде­
ния очистных
работ
Выемка с откры­
тым очистным
пространс твсм
Параметры
систем
Направление
выемки
Параметры
очистных
Неизвлекае мые целики
Выемка с магазинированием
Выемка с
закладкой
Выемка с остав­
лением крепи
Подзтаж ная
Выемка с обрушснисм крепи
—|
Я
Управление
хровлей
По чвоуступная,
нахлонными
слоями
—
В целом по шахте
в ы работок
Размеры
выемочных
Перемена
направления
выемки
Закладка
выработан­
ного пространства и т.д.
Блохами
Рис. V .4 . Комплекс задач но изучению ф изико-механических свойств подрабатываемого
м ассива
Изучение положения, распространения и генезиса опасных зон, условий
питания водоносных пластов, водоудерживающей способности водоупорных
слоев необходимо д л я оценки степени опасности гидрогеологических условий
выбора соответствующих защитных мероприятий.
Водопроницаемость горных пород изменяется в процессе проведения вскры ­
вающих, подготовительных, нарезных выработок и очистных работ. Основное
влияние на изменчивость водопроницаемости пород оказываю т системы разра­
ботки. Т ак, при системах с закладкой выработанного пространства в процессе
очистных работ широкого развития трещин не происходит, поэтому считается,
что фильтрационная способность пород над очистным пространством в целом ко ­
личественно не изм еняется. Системы с обрушением кровли характеризую тся р аз­
рывом сплошности пород, которые м о гут достигнуть земной поверхности или
рыхлы х покрошнлх отложений, что зачастую приводит к резком у увеличению
водопритоков.
В этих сл уч аях гидрогеологическим расчетам должны предшествовать м а р к ­
шейдерские прогнозы о распространении зон обрушения горного массива и сдви­
ж ения на земной поверхности.
§ 91. Расчет притоков ш ахтны х вод
П риток воды в ш ахт у рассчитывается методами: водного баланса (атмосфер­
ные осадки, инфильтрация, испарение, поверхностные и подземные стоки, условия
питания, аккумулирую щ ие способности, осушаемость и т. д .), при котором у с т а ­
навливаю тся ресурсы статических и динамических вод и производительность
водоотлива; большого колодца, основанного на применении формул динамики
подземных вод и некоторых эмпирических зависимостей, базирующ ихся на вы ­
полненных гидрогеологических исследованиях; гидрогеологических аналогий —определение коэффициента водообильноети (водоносности).
249
П риток воды в горны е выработки рассчитывается методами: аналогии (для
приближенных расчетов); аналитическими и моделирования (на стади ях техни­
ческого проекта и рабочих чертежей); водного баланса (на всех стади ях проек­
тирования в сочетании с другими методами).
Аналитические методы расчетов применяются д л я относительно простых
гидрогеологических условий, однородных водоносных горизонтов, несложных
граничных условий и систем расположения дренажных устройств.
Методы моделирования используются для изучения и оценки неоднородных
водоносных горизонтов, в том числе трещиноватых и закарстован ны х пород;
сложных граничных условий и систем расположения дренажны х устройств;
д л я оценки влияния осуш ительных мероприятий на водозаборы подземных вод;
в целях определения степени взаимодействия различных дренажных систем м еж ду
собой и рудничного водоотлива с дренажными устройствами и т. п.
Заколы движ ения жидкости в пористой среде вы раж аю тся общим у р а в ­
нением
V = K/n,
(V . 8 )
где V — абсолютное значение скорости фильтрации, м/сут; К — коэффициент
фильтрации, м/сут; / — гидравлический уклон, уклон поверхности воды (без­
размерная величина); п — показатель, характеризующий закон фильтрации:
п — 1 — линейный закон (закон Д арси); гг = 2 — квадратичный закон
(закон Краснопольского—Шези).
Пределы применимости линейного закона фильтрации определяю тся по
В. Н. Щ слкачеву критическим значением числа Рейнольдса.
Д л я пористой среды
Re =
Я2’3
V^
6
,
(V .9)
,
где п — пористость породы; V — скорость фильтрации ж идкости; К — коэффи­
циент фильтрации породы; 8 — кинематический коэффициент вязко сти ж идкости.
При Re = l -ь 12 применим линейный закон фильтрации, т. е. доминирует
ламинарное движение воды. При линейном законе фильтрации принимают обыч­
ные д л я подземной гидравлики условия: ж идкость несж им аем ая, силы инерции
малы, движение жидкости непрерывно.
М е т о д в о д н о г о б а л а н с а . Д л я конкретных условий составляется
уравнение водного баланса [89]
Q = Спод
F\i kh = Спод
^
где Q — приток подземных вод к ш ахтному или карьерному полю, м3; С^од —
инфильтрация атмосферных осадков (за вычетом потерь на испарение и транспи­
рацию), м3; F — площадь водоносного пласта, м2; ji — водоотдача водосодер­
ж ащ их пород; Мг — изменение уровня воды за рассматриваемый период, м;
V — объем водо содержащ их пород, подлежащ их дренированию за рассматривае­
мый период времени, м3.
Водоприток в горную выработку
QcyM = Фдин + Qct»
т. е. склады вается из динамических
(V. 1 О
притоков
<v - l 2 >
и статических запасов (по И. А. Скабаллановичу)
q ct = J ^ i _ +
_ ^ t = - ^ L (f 1 + 0 ,33P/?),
(V .i3 )
где Q0 — количество атмосферных осадков, м вод. ст.; F — площадь пи тания
дренируемого водоносного горизонта в пределах развиваю щ ейся депрессии, м2;
250
yt — объем водосодержащих пород, подлежащ их дренированию, м8; Я — сред­
няя мощность дренируемого водоносного горизонта, м; t — время дренирования
(осушения), сут; Fx — площадь разработок, м2; Р — периметр контура горных
разработок, м; R — радиус депрессии, считая от контура разработок, м; г| —
коэффициент подземного стока, доли ед.
Динамические притоки могут быть определены т ак ж е по модулю подземного
стока, а статические запасы по формуле Е. Е. К еркиса.
По модулю подземного стока
<2дин — a f y n .
(V .14)
где Один — динамический приток, м8/ч (при а = 3 ,6 ); F — площадь подземного
водосбора, км2; qu — модуль г.одземного стока, л/(с*км2).
По формуле Е. Е. Керкиса
О QcT
£^
~ ^
~ ^
2,6 tH (lg R t - l g r 0) ’
<V 1 ы
( v 5)
№ Rt — радиус депрессии к моменту времени t, считая от центра выработок, м;
г0 — приведенный радиус контура выработок, м; h0 — сниженный уровень под­
земных вод на контуре выработок, м.
М е т о д б о л ь ш о г о к о л о д ц а . Приток воды в вертикальные вы­
работки (м 3/ч):
при безнапорном движении подземных вод
а = 1м
-
2 £ ;
(v l6 )
при напорном
_2J3K m S_
4
\&R-\gr
’
(V 7)
где К — коэффициент фильтрации, м/ч; Я — высота столба воды от почвы водо­
носного слоя до уровня воды перед откачкой (первоначальный напор); м; S =
— Я — h — достигнутое стационарное понижение уровня воды при откачке, м;
h — высота столба воды от почвы водоносного слоя до уровня воды при откачке, м;
R — радиус депрессионной воронки (влиян ия), м; г — радиус выработки, м;
т — мощность напорного водоносного пласта, м.
Приток воды в околоствольные выработки (м 3/ч):
при безнапорном движении подземных вод
1,366/С (2Я - S „ ) S . .
Qc*M “ -------- I g 'S o - 'i g r c ------- ’
(V - 18)
при напорном
о
2,73KmS0
Q c *M ~ \ g R o - \ g r o ’
(V-I9)
где 5 0 — понижение в центре «большого колодца», м; R0 — радиус влияния
«большого колодца», м; r0=
j/
— радиус «большого колодца», к которому
приведена площадь, за н ятая околоствольными выработками, м.
При эксп луатаци и шахтного поля очистные работы приравниваются к пло­
щадям «больших колодцев»,
251
Приток воды:
при безнапорных водах
л
1,366/С (2 Я — S0) Sn .
Ш п
’
(
*
an~ l 20 Vn — 2
при
напорных
водах
Q = --------- 2 J 3 K m So----------f
lg
(V .21)
(RX
a n - 1 20 V n-
где R'0 — радиус влияния всех «больших колодцев», м; а — расстояние м еж ду
центрами соседних «больших колодцев», м; п — количество «больших колодцев»
(п > 3).
М е т о д а н а л о г и и основан на использовании коэффициента водообйльности Кв, представляющего собой отношение объема откачиваемой из
шахты и из дренажных устройств воды за единицу времени к количеству добы­
того за этот ж е период полезного ископаемого А (т). Тогда приток воды (м 3/сут)
Qo =K* A.
(V.22)
Можно т ак ж е использовать коэффициент q , представляющий собой отношение
общего притока воды (м3) за год к рудной площади шахтного поля 5 (км2). Тогда
Qo = qS.
(V . 23)
Фактический приток воды в ш ахту или отдельную вы работку определяется
по производительности и продолжительности работы насоса; сечению и скорости
течения воды в водозамерной кан аве (желобе); путем измерения притока воды
в резервуаре (колодце, выработке), объем которого известен; водомером, у с та ­
новленным на водоводе.
§ 92. Способы защ и ты ш ахт от воды
Способы защиты ш ахт от воды можно разделить на активные, превентивные
и пассивные.
Активная защ ит а заклю чается в непосредственном воздействии на водонос­
ный пласт или зоны аккум ул и р о ван и я воды. В едутся планомерное бурение с к ва ­
жин и откачка жидкости из зон ее скопления с целью осуш ения, снижения на­
пора, нагнетанием укрепляю щ его заполнителя уменьшаются размеры опасных зон.
При проведении горных выработок в неосушенных породах б ур ят опереж а­
ющие скваж ины , опережение которых должно быть не менее 5 м. Число опере­
жающ их скваж ин определяется проектом.
При проведении подготовительных выработок д л я сп уска воды в пределах
барьерных целиков необходимо соблюдать следующие требования: выработки
должны проходиться узки м забоем с передовыми скваж инам и и постоянным
опережением забоя выработки не менее чем на 20 м; диаметр скваж ины не
должен превышать 75 мм. Чтобы предотвратить внезапные прорывы стоячих
вод из подземных выработок и естественных пустот, скваж ины б урят под защитой
направляющей трубы, зацементированной в ее устье и оборудованной запорным
шибером. При откачке воды из затопленных вертикальных и наклонных вырабо­
то к предварительно должно* быть проверено состояние атмосферы на СО, С 0 2»
СН4, H2S, 0 2 и Н2.
Проводить выработки д л я сп уска воды можно только при наличии утвер ж ­
денного проекта. Горные работы в п р е д е л а х барьерного или п р е д о х р а н и т е л ь н о г о
целика под водоемом м о гут производиться только после сп уска воды из затоп­
ленных выработок (водоемов) или отвода ее из водоемов, расположенных на
поверхности, за пределы месторождения.
252
03 <У
* Я
со
Я
Я
§ а
к;
мероприятий
О
СО
Ь*
' Я
^
2
со 3
Я ^
выполнения
и последовательность
способа, состав
Назначение
ТОо
НС
r О $
'<
L> CJ
g 8
■ g fss
2 о 0
>> CU CO
са с
то Я н
со
о
28 2a "
s 2
§ о
« p
я£о aсо
£
и; Sо Ф*-**
« § . 3IS^ *50CQ
гIП
—2< g i< < a a
0) со
о
с
: а &
„ 8
■ 0^0
? 0
a 2
^
я SL
< 'О
> О
о
a
>я
со
a
a i<
e
rr и Сн O
о
^ я
—а
§ 2 5^со <и .о
Го -
5п *О Р
^* • Си 5S ®о
4^
о о О Л CQ
_ч аа> Си
« НОО
т^ 3 3
а о со
>> а си К
о ,
-- си (г
я ь о а с*
о
*. ’а
з
о
а
S
а е; В 3 <D . 2
о х *< 3 Ясо CU
g
н а 3 а м .Я
3 S -9 - о н V
К
О гД
а о
ч•• СТЗ
Си с
g о
н
(J
rt. СО Я
оа
VO
3
CQ
о
с о
- « « 2 о1,3 №^си
2 о; ^ я R
сг
я_ «
: В О В а-
•3- *=£Й
а
3 S g | 5о 2О *Си
s 8р§
В о о
и Я
2 ^ о о
о О С- В со то
—а К с « я в
са а
со
о
d си £>
о о а
, <-> сс Iа
<0 CJ
' <и , . со
я
I а S СГ
! Я
х о
- ф
с< 3*
О о
СО
CQ я
о са
е? В
о я „
Си со -а
с£-.и «о
О Я trC
С -0 4 О
CO CJ о
а
а
э* а «
со а я а
X
СО
о
и: t=f. со а о
5а
я 5
«tr а0
о к
н
>>
Си
х
я
« о>
_ S *
w о я
Я 5
н
Си Я
СО 2
х а
СО Э*
*-2 г
О 9> Щ:
я
с.
я
-о
C'i
о
а
1
с о а
jf в о о 3 ф
CQ о кс « са ч
CQ О О cu
н
) ^ 'С у
К а
«о»
3 a t?
я
2 g
Я ^
а
о
си
I2 « S
яО
5 у? 2а с е
л;) .I— х си 3
4 Й- ^ ^ h ш ито оа
^ ^ о а
о a
а си
К
С CO£
§ Я *
»< н
о
о
я
“ * CO <y
сч
aa
К
н
00
3 g 5
TO~
<l> a
со к
о
а
RJ
<0
3
vo
о
со со к г§
as си О
ca a §
C
оQсо
§
<1) s
а п
О С( Е АС f-Г А £2
CQ К g !> • со aо r а)f *• X си ?
О <L> - са ро с а3 Р 2 с со
то
2 § оа *_ я_ О- X и
СО & - .Й з
a s з* о 3 а 3 $ I «
gs о н я а а
Я 2н о
а<V Я
£ 55 о н 5
о «ь в
со
сх О X
о
ш
с
к §5- S I
<D с ^ X I,
o
-j
2 £ 3 ^ О§ ~ «
а •- Л оv 5 2 I са
о £4
го
О
о — *5 2
S |S « "
а н X
О
Я Я •— •2—Си
a g я а
о
о
сг
^
н 'о S «=* *is; ао ~
а ± ж
«о
о нто са
$ р£
2
о
я
со о«
CQ g - CQ с си
о У У t
3
К О
о> и н о О о о . са о о Р
са о »s
о ог-' *—•
о> со
«о
я X ^ с Я<з-у „ о ; hи Л —
я з*** са - *
«т(- л о
* ' §jac >
"8■*'
сЧ ?- e is S O
Л Л* •§, .,ii
о о >> о о а .- -a
£ <
са о cf
а
О СОХО е- си
.- а с е
I t? о о
! З
'Ч S О Ч>
: в я
в з
1 н х а vo
а» то
CQ я яо н
а оа
СО £2
а к
Ч
f8
Я
°а
X
Яу
з -х
55 2я
о
^ х
>я 2 2
а ^3
яа ^и
Ч
^
то ао се
яЯ 'В*
о
я х
О) s О
я £ си
U « я
253
П ревентивная ( п редуп реж даю щ ая ) защ ит а включает в себя: защ иту ш ахт­
ных стволов и штолен от паводковых вод; борьбу с проникновением поверхност­
ных вод в породный массив; выбор схем вскры тия и подготовки с учетом защиты
от воды; выбор местоположения и размера охранных целиков; устройство в про­
филактических целях фильтрующих водозащитных перемычек, водонепрони­
цаемых перемычек с дверями, применение водонепроницаемой (водоудерж ива­
ющей) крепи на ш треках и в стволах; выбор систем разработки и порядка веде­
ния очистных работ с учетом наличия опасных по гидрогеологическим условиям
зон; разделение шахтного поля на отдельные выемочные поля с оставлением
м еж ду ними временных охранных целиков; устройство водозадерживающих пере­
мычек д л я ограж дения частей шахтного поля; выбор направления линий очист­
ных забоев, направлений их подвигания и выемки полезного ископаемого; при­
менение способов управления кровлей, соответствующих физико-химическим
свойствам водоупорных слоев; снижение напряжений на границах очистных
выработок со штреками.
М еж ду полями д вух соседних ш ахт оставляю т барьерный целик шириной
40 м, на ш ахтах по добыче кам ня и каменной соли ширина барьерного целика
составляет не менее 50 м по обе стороны границы горного отвода, т. е. линии
разграничения полей д в ух ш ахт.
Выбор материала д л я возведения перемычек зависит от возможной величины
гидростатического давлени я. Применяют отбеленный ч угун , стальное литье или
стальные детали, соединенные сваркой, заклепкам и или болтами. Тело пере­
мычки — каменная (кирпичная) к л ад к а, бетон или железобетон.
П ассивная защ ит а (табл. V .3) применяется в тех с л уч аях , когда все другие
способы защиты от воды не дают удовлетворительных результатов. Цель пассив­
ной защиты — отвод поступающих в подземные выработки вод и растворов и
сведение к минимуму наносимого ими ущерба [89].
Если установки главного водоотлива располагаются на наиболее глубоком
(концентрационном) горизонте, то вода с верхних горизонтов сп ускается по
трубам к насосам главного водоотлива или откачивается на поверхность вспомо­
гательными водоотливными установкам и. Если установки главного водоотлива
располагаю тся на одном из верхних горизонтов, а приток на нижележ ащ ие го­
ризонты незначителен, то вода с нижних горизонтов перекачивается к установке
главного зодоотлива.
Вода из зумпфов проходимых ш ахтных стволов откачивается проходческими
бадьями (при притоках, не превышающих примерно 30 л/мин), подвесными или
погружными насосами.
Д л я заполнения трещин и уплотнения пород применяют способы нагнета­
ния, замораж ивания и специальные. Пустоты заполняют цементным раствором,
грубодисперсными суспензиями (цем ен те соответствующими добавкам и), коллоид­
но-дисперсными (жидкое стекло) и ионно-молекулярно-дисперсными составами
(мочевино-формальдегидная смола). Размер трещин, при котором доп ускается
уплотнение цементом, должен быть не менее 0,2 2 мм, т ак к а к цемент содержит
зерла, достигающие 0,1 мм. Д л я задер ж ки заш ламованных песков и очистки про­
рвавш ейся воды возводят фильтрующие перемычки.
Водозащитные перемычки возводят там , где породный массив представлен
устойчивыми, имеющими невысокую трещиноватость и водопроницаемость
породами, способными воспринимать возникающее давление на перемычку.
При конструировании перемычек (рис. V.5) должно соблюдаться условие
Тп » То.м » Тсц,
(V .2 4 )
где т п — прочность пород на срез, П а; т с. м— прочность строительного мате­
риала на срез, П а; т сц — прочность сцепления м еж ду породой и материалом
перемычки, Па.
По О. М еннекингу толщина цилиндрической перемычки
(V .25)
254
Рис. V .5 . Конструкции перемычек:
а — вы п у к л ая с вертикальной осью; б — сф ерическая; о — многослойная сф ерическая или
цилиндрическая; г — комбинированная; д — зуб ч атая пробка; е — р яж е в ая ; окJ — -Vобр азн ая; з — Х -образная; 1 — защ ищ енная от воды сторона; 2 — напорная сторона;
3 — л а з ; 4 — плоскость ср еза; 5 — уплотняю щ ий или эластичный слой; 6 — часть пере­
мычки, не испытывающей давлени я; 7 — часть перемычки, воспринимающей давлени е;
8 — крестообразная арм и р овка; 9 — стальны е стержни против сдвига
толщина сферической
Йлер = Гвн ( i -
(V'26)
где Р — давление стоячей воды, Па; а Д0П — допустимая сжимающая нагр узка
на материал перемычки, П а; гви — внешний радиус свода (м),
'
(V -27)
где 5 — пролет свода, м; ср — половина центрального у гл а основного кр уга
перемычки, градус.
Д лина перемычки (м)
I,
Uin.cC
’
(У 2Я)
(^'28)
Г*
*
где /*вп — площадь поперечного сечения выработки в месте возведения пере­
мычки, м2; U — периметр выработки, м; т м.с — предельное сопротивление м а ­
териала перемычки ср езу, Па; С = 0 ,5 -ь 0 ,6 (по Е. ГТ. К алмы кову) — коэффи­
циент, характеризую щ ий связь перемычки с породой. Если перемычка имеет
вырез со стороны скопления воды, то дополнительно рассчитывается минимально
допустимая длина перемычки
‘* = t V - g h '
<v■29,
где сги3 — допустимые напряж ения растяж ени я при изгибе строительного м а ­
териала, Па.
Затопление выработок шахты применяют с целью защиты земной поверх­
ности, шахтных стволов и соседних ш ахт от вредного воздействия систем горных
выработок. Эго имеет важ ное значение д л я разработки соляных залеж ей. Приме­
нение насыщенного раствора M gCl 2 на карналлитовых ш ахтах надежно предотвра­
щ ает любое проявление растворения окружающих пород.
ГЛАВА 3
ОСУШЕНИЕ ШАХТНОГО ПОЛЯ
Необходимость специальных осуш ительных мероприятий на месторожде­
ниях, разрабатываемых подземным способом, определяется следующими природ­
ными и горнотехническими факторами: большими динамическими притоками
подземных вод, вызывающими осложнения в проведении горных работ; раскольматацией тектонических зон и карстовых полостей, заполненных песчано-глини­
стым материалом под воздействием ^высоких гидростатических напоров; обвод­
ненностью пород в зоне обрушения, приводящей к возникновению прорывов
разжиженных пород и воды в очистные выработки; наличием тектонических
зон, но которым возможно возникновение деформаций в горных вы работках;
высокой агрессивностью подземных вод, оказывающих разруш ительное действие
на горное и горно-транспортное оборудование; наличием неустойчивых обвод­
ненных рыхлых пород в кровле и почве выработок (а т ак ж е руд), склонных к размоканию, разбуханию , пучению и текучести; недостаточной прочностью водо­
упорных пород для удер ж ан и я гидростатических напоров в кровле и почве гор­
ных вырабэток; близостью водотоков, связанны х с подземными водами.
Д л я осушения ш ахтных полей применяют следующие способы: поверх­
ност ный — при помощи водопонижающих и поглощающих скваж и н , за кл ад ы ­
ваем ы х с поверхности земли; подземны й — при помощи дренажны х устройств,
Б -Б
Рис. V .6 . В одонепроницаемая перемы чка н а 4 ,0 Л1Па н а откаточной вы работке:
1 — лебедочная кам е р а; 2 — перемы чка; 3
кам е р а стального затво р а
256
Т а б л и ц а
V.4
О ж идаемые притоки воды на Яковлевском р у д н и к е , м 3/ч
Рабочие и водоносные
горизонты
Дренажно-вентиляционный (—300 м)
И звестняки карбона
Пески келловея
Песчаники волж ские
Пески сеноман-альбские
Рабочий (—380 м) — р удн ая толща и вмещающие
породы
Подготовительно-дренажный (—460 м)
Всего
В период
строитель­
ства
В период
эксп луа­
тации
4310
2500
510
460
840
260
4010
450
520
5020
4790
2200
510
460
840
260
заклады ваем ы х из подготовительных и эксплуатационных горных выработок
рудника (сквозных и забивных фильтров, горизонтальных и восстающих дре­
нажных и разгрузочных с к в а к и н , а т ак ж е специальных горных дренажных
выработок — ш треков, кверш лагов и т .п .) ; комбинированный — сочетающий
средства указанн ы х способов.
Наиболее характерным явл яется опыт осушения на М иргалимсайском м ест о­
рож дении.
М иргалимсайское рудное поле расположено на стыке д вух крупны х гидро­
геологических районов: к северу от месторождения в мощной толще карбонатных
пород палеозоя (мощность 1200— 1500 м) формируется крупный бассейн трещинно­
карстовых вод, а с юга в пределах предгорной равнины к месторождению примы­
кает обширный артезианский бассейн подземных вод верхнего мела.
Главную роль в обводнении месторождения играют подземные воды тре­
щинно-карстового типа всей карбонатной толщи палеозоя.
Общие водопритоки в горные выработки на максимальном режиме поступ­
ления подземных вод составляю т 20 0 0 0 —22 00 0 м 3/ч, на минимальном — 8000—
9000 м3/ч. Гипроцветмет совместно с Гидропроектом и трестом «Ш ахтоосушение»
разработали несколько вариантов защиты рудника от обводнения. Принятое
в проекте решение заклю чается в том, что обводняющие месторождение притоки
воды принимаются в горные выработки, проходимые в первую очередь.
В ся вода с выш ележащ их горизонтов перепускается на главны е откаточные
горизонты и по специально пройденным (параллельно откаточным ш трекам и
ниже их на 5 м) дренажным штрекам нап равляется к мощным ступенчато распо­
ложенным насосным станциям производительностью до 20 000 м3/ч и далее о тка­
чивается на поверхность, где равномерно распределяется потребителем.
Средняя глубина подъема воды при откачке со ставляет 312 м. С развитием
горных работ па глубину увеличивается высота подъема воды.
Д ренаж ны е выработки пройдены в районе основных водотокоб до начала
эксплуатационных работ. Это обеспечивало снижение уровня подземных води гидростатических напоров в районе очистных работ, а т а к ж е спссобствовало
расширению депрессионной воронки..
На главны х откаточных выработках, где ожидались максимальные водо­
притоки, д л я защиты рудника от внезапных прорывов воды построены водо­
непроницаемые перемычки (рис. V . 6 ). Перемычка состоит из стального затвора
и железобетонного тела, в котором заложены трубы д л я аварийного выхода
людей, пропуска воды, сжатого воздуха и прокладки кабелей автоматики и
сигнализации. При давлении до 6,0 МПа стальной затвор перемычки сваривается
9 П/р В . А . Гребеню ка и д р .
257
а
Z*t 25 26
Рис. V .7 . Схема комбинированного способа осуш ения на Я ковлевском руднике:
а — схема осуш ения ( / — третичные песчано-глинистые о тлож ен ия; 2 — мел м аастр и х т­
ский; 3 — мергель сантон-колтанского я р у с а ; 4 — мел турон ски й; 5 — пески сеноманальбски е; 6 — во л ж ски е песчаники и п ески ; 7 —глины оксф орд-кимеридж ского я р у с а ;
из листовой стали в виде замкнутой коробки, разделенной перегородками на
отдельные отсеки. При случайном попадании воды через неплотности сварных
швов внутрь затвора мож ет возникнуть давление, способное разорвать затвор.
Д л я погашения такого давления в обшивке двери, противоположной давлению
воды, просверливаются в каждом отсеке отверстия д л я свободного ее истечения.
Расчет затвора перемычки на гидростатическое давление сводится к определению
необходимой толщины листов, из которых он будет изготовлен, г т ак ж е высоты
сварных швов. При нормальной эксплуатации рудника стальной затвор поднят,
а когда возникает угр о за появления воды, затвор плавно опускается лебедкой.
М ноголетняя п рактика эксплуатации таких перемычек, построенных на д авл е­
ние от 1,6 до 6,0 М Па, показала их надежность, и они неоднократно спасали
рудник от затопления.
К ч и с л у наиболее обводненных относятся месторождения железной руды
КМ А.
Д л я Я ковлевского рудника (табл. V .4) принят комбинированный способ
осушения при помощи водопонижающих скваж ин с поверхности, сквозных
фильтров, дренажных выработок и восстающих скваж ин (рис. V .7).
Э ксплуатац ия рудника будет производиться под защитой дрен в известня­
к а х карбона (кольцо дренажных штреков и вертикальных скваж ин).
§ 93. Условия применения способов и систем осушения
Поверхностный сп о со б применяется д л я осушения пород, обладающих в ы ­
сокой водопроницаемостью; для защиты от подземных вод участков ш ахтных
стволов при осушении рудников вблизи крупны х водоемов и еодотоков, с в я ­
занных с подземными водами (особенно в карстовых районах).
Подземный сп о со б применяется д л я осушения пород, обладающих слабой
водопроницаемостью; при небольших напорах подземных вод; д л я осушения
карстовых и тектонических зон, из которых возможны прорывы песчано-глини­
стого м атериала в подземные выработки.
Комбинированный сп осо б целесообразен при большой мощности и высоких
напорах подземных вод; при осушении рудников вблизи крупны х водоемов и во­
дотоков, тесно связанны х с осушенным горизонтом.
,
Комбинированный способ применяется т ак ж е в случае, если подземный
способ по. срокам выполнения горных работ невозможен и требуется предвари­
тельное осушение. При подземном и комбинированном способах з качестве дре­
нажных выработок используются подготовительные и эксплуатационные вы ­
работки рудника. В случ ае невозможности их использования из-за особенностей
горных работ, а т а к ж е в сложных гидрогеологических условиях предусматри­
вается проходка специальных дренажных в ы р аб о то к..
Л инейные системы осуш ен и я состоят из одного или д в у х рядов дренажных
устройств вертикального или горизонтального типа и применяются: при устрой­
стве перехватывающих завес в потоках ограниченной ширины типа аллю виаль­
ных; осушении месторождений с крутым и наклонным залеганием водоносных
8 — пески келло вей ски е; 9 — глины б ат-бай осса; 10 — известняки карбона; 11— р уда;
12 — сланцы кр и сталли ч ески е, филлитовые и д р .; 13 — переотлож енная р уда; 14 —стати­
ческий ур о вен ь воды м аастрихтского водоносного горизонта; 15 — статический уровень
воды р удокри сталлического и карбонового горизонтов; 16 — то ж е , келловей ского; 17 —
статический уровен ь воды сеноман-альбского, во лж ско го и тур он ско го горизонтов; 18 —
сниженный ур о вен ь воды при работе скваж и н на маастрихтски й горизонт; 19 — сн иж ен­
ный ур о вен ь воды при работе сквозны х фильтров и поглощаю щих скваж и н на сеноманальбекий горизонт; 20 — то ж е , на волж ски й горизонт; 21 — то ж е , на келловейский го ­
ризонт; 22 ~ ур о вен ь карбонового горизонта при работе водопонижэющих скваж и н ;
23 — ур о вен ь р удокри сталлического горизонта при работе горизонтальных и наклонных
др ен аж н ы х ск важ и н ; 24 — скиповой ствол; 25 — клетевой ствол; 26 — ьоздухоподающий
ст во л ; 27 — вы работки внешнего дрен аж ного ко льц а; 28 — выработки внутреннего
дрен аж ного ко льц а; 29 — кверш лаг первого рабочего горизонта; 30 — кверш лаг второго
рабочего горизонта); б — схема дрен аж ны х устройств (/ — стволы ш ахт; 2 — горные
вы работки; 3 —■ р удн ая з а л е ж ь ; 4 , 5 , 6 — водопонижающие скваж и н ы соответственно на
карбоновый, келловей ски й, м аастрихтский водоносные горизонты; 7 , 8 , 9 — сквозны е
фильтры и поглощающие скваж и н ы соответственно на бат-байосский, келловейский,
волж ский и сеноман-альбекий водоносные горизонты)
9*
259
слоев с высокой водопроницаемостью; устройстве завес в полуограниченных
пластах и при расположении рудника вблизи реки; д л я сработки напоров под­
земных вод под протяженными горными выработками.
В контурных сист ем ах водопонижающие скваж ин ы , сквозные фильтры
и другие дренажные устройства располагают по периметру зоны сдвижения
пород или отдельных участков рудного поля. Применяются в условиях неогра­
ниченного или полуограниченного в плане водоносного пласта, при горизон­
тальном залегании водоносных слоев с различной водопроницаемостью.
К уст овые сист ем ы вертикальных и горизонтальных дренажных устройств
применяются при зональной трещиноватости или закарстованности водоносных
пород при наличии тектонических зон, характеризую щ ихся повышенной водо­
проницаемостью и водообильностью пород, при значительной изменчивости
гипсометрии подошвы осуш аемого»слоя.
При разработке систем осушения учитывается возможность отклонения
фактических гидрогеологических параметров от данных разведки, а т а к ж е не­
обходимость обеспечения непрерывной работы гренаж ны х устройств, д л я чего
в проектах предусматривается резерв дренажных устройств в зависимости от
сложности условий осушения (в процентах к основному объему): водопонижа­
ющие, водопоглощающие, наблюдательные скваж ины и сквозные фильтры —
от 20 до 50 % ; горизонтальные, восстающие, разгрузочные скваж ины и забивные
фильтры — от 30 до 50 % ; контрольно-разведочные скваж ины — 50 % .
§ 94. Д рен аж ны е выработки и ш ахты
Подземные дренажные выработки применяются д л я : непосредственного
дренаж а вскрываемых горных пород; залож ения дренажны х устройств (скво з­
ных фильтров, восстающих, наклонных и горизонтальных скваж и н , а т ак ж е тр уб ­
чатых колодцев и т. п.) в целях дренирования выше- и нижележащ их водоносных
горизонтов; приема воды из эксплуатационных подземных выработок; отвода
дренируемой воды из шахты (водоотводные штреки и штольни, туннели и пр.).
Распространены следующие режимы эксплуатации дренажны х ш ахт или
отдельных дренажных выработок: незатопляемый, когда затопление дренажны х
выработок недопустимо д аж е на короткое время, кратковременно затопляемы й,
когда выработки м огут заполн яться водой частично или полностью на короткое
время, в период интенсивных паводков или в результате прорыва подземных вод;
затопляемый, когда выработки продолжительное врем я или постоянно бывают
частично или полностью затоплены водой (водоотводные штреки и водосбор­
ники).
Размеры поперечных сечений дренажных выработок, водоотливных кан аво к
в дренажной ш ахте, их крепление и расположение должны соответствовать
СНиП П - М . 4—65.
При бурении подземных водопонижающих и др уги х скваж и н из специаль­
ных буровых камер расстояние от дренажных выработок, габариты , сечения
и вид крепления этих камер, а т а к ж е организацию проходческих и буровых
работ определяют проектом.
Бурозые камеры должны быть обеспечены постоянным проветриванием и
путями для транспорта необходимых материалов.
Нормальный приток воды в дренажную ш ахту определяют по средней водообильности года, максимальный — по наиболее водообильному периоду года.
При наличии весьма значительных притоков или возможности внезапных
прорывов воды в дренажных ш ахтах предусматривают специальные водоотвод­
ные штреки, проходящие параллельно дренажным ш трекам на более низких
отметках.
Д л я сброса воды из дренажных штреков в водосборные предусматриваю т
м еж ду этими штреками специальные сбойки.
Водоотводящие штреки м огут быть использованы в качестве дополнитель­
ной емкогти водосборников насосной станции.
Выработки околоствольного двора и водоотливного комплекса (насосная
станция, подземная электроподстанция, водосборники и ходки) дренажной щзхты
260
отделяю тся от остальных дренажных выработок герметическими перемычками,
рассчитанными на максимально возможное гидростатическое давление в ш ахте.
Дренаж ные выработки отделяю тся герметическими перемычками от э к с п л у а ­
тационных выработок.
Проветривание дренажных ш ахт производится в соответствии с ЕПБ д л я
подземных работ. Подачу свежего во зд ух а в дренажные ш ахты, опасные по г а з у
и пыли, предусматриваю т по стволам, у которых располагаю тся главны е насос­
ные станции.
Способ проветривания околоствольного двора насосной камеры централь­
ного водоотлива и центральной электроподстанции, на случай временного затоп­
ления дренажных выработок при закры ты х герметических двер ях, определяют
проектом.
§ 95. Д ренаж ны е устройства
Вращ ательный;
колонковый
роторный
роторный с обратной про­
мывкой
реактивно-турбинный
Начальный
и конечный
диаметры,
мм
100— 150
9 0 0 -1 4 3
500
500
250— 110
400— 130
2 0 0 0 -5 0 0
Осадочные
700
1 0 2 0 -5 9 0
Любые
со
о
о
Ударно-канатный
М акси м ал ь­
н ая гл уб и ­
на б урени я,
м
90
О
0
Способ бурения
1
В одопониж аю щ ие скважины применяют д л я осушения надрудных и подрудных водоносных горизонтов при коэффициенте фильтрации осуш аемых пород
более 1 м/сут в безнапорных водоносных горизонтах мощностью не менее 5 м
и более 0,3 м/сут в напорном горизонте независимо от его мощности, если стави тся
задача снизить пьезометрический уровень воды.
Если из д вух водоносных горизонтов нижний более водообильный, то с к в а ­
жины б урят на оба горизонта. Если верхний горизонт более водообильный, б ур ят
раздельные скваж ины на каж ды й горизонт.
Сквозные фильтры предусматривают д л я дренирования надрудных водонос­
ных горизонтов, залегающих на значительной высоте над горными выработками;
для поддержания или снятия напора воды, оставш ейся в водоносном пласте при
предварительном осушения водопонижающимн скваж ин ам и. В этом случ ае
сквозные фильтры переоборудуются из водопоиижающих скваж ин .
Иглофильтровые уст ановки предусматриваю т для временного (при прове­
дении горных выработок) дренирования песчаных отложений со слабой водо­
отдачей и понижения урозня воды до 4,5 м.
Н аблюдательные скважины заклады ваю т раздельно на каж ды й водоносный
горизонт и располагаю т их по поперечникам, проходящим через месторождения,
в том числе через участок первоочередных горных работ.
Конт рольно-разведочные скважины с л уж ат д л я уточнения местоположения
водопонижающих скваж ин, выбора конструкции и типа эксплуатационного на­
соса.
Способ бурения водопонижающих, • разгрузочны х, поглощающих, кон­
трольно-разведочных, дренажных и наблюдательных скваж и н , трубчатых водо­
понижающих колодцев и сквозных фильтров зависит от глубины бурения и свойств
пород (табл. V .5).
Т а б л и ц a V .5
Условия применения различных способов бурения скважин для дренажных
устройств
Породы
Валунно-галечниковые и закарстованпые
Лрбые
261
Колонны обсадных труб, служ ащ ие д л я временного закрепления стенок
скваж ины в процессе ее бурения, подлеж ат полному извлечению. Извлечение
труб из скваж ины производится таким образом, чтобы верхний обрез обсадной
трубы, оставшийся в скваж ин е, находился выше башмака предыдущей колонны
не менее чем на 3 м при глубине скваж ины до 50 м и не менее чем на 5 м при
большей глубине скваж ины .
Диаметр бурения скваж ины под фильтровые колонны с дырчатым, щелевым,
сетчатым и каркасно-стерж невым фильтром принимают на 50— 100 мм больше
наружного диаметра фильтра, а при фильтре с гравийной засыпкой — на 20 0 —
400 мм.
Скважины в зависимости от конкретных условий бурения креп ят обсадными
трубами из стали (ГОСТы 632—80, 10704—76, 6238—77), нержавеющей стали,
асбоцемента или пластмассы.
Зазор м еж ду колонной обсадных труб и стенкой скваж ины зависит от геоло­
гического разреза и выхода из-под баш мака предыдущей колонны: д л я скваж ин
диаметром до 700 мм принимается 50— 100 мм, для скваж ин диаметром более
700 мм — 100— 160 мм.
Д л я цементирования скваж ин применяют тампонажный портландцемент
(ГОСТ 158!—78) с плотностью 3,05—3,2 г/см3.
Высоту подъема цементного раствора в затрубном пространстве принимают
не менее 3 м.
Высота обсадных труб, на которых монтируется оголовок, определяется
проектом, но не менее 500 мм над поверхностью земли.
Конструкция разгрузочной скваж ин ы должна исключать возможность
обводнения пластов, залегаю щ их выше дренируемого водоносного горизонта.
У стья разгрузочных скваж и н , буримых на высокоиапорные водоносные гори­
зонты, оборудуют противовыбросным комплексом (задви ж ки , превентор), а на
период эксплуатации — водовыпуском с задвижкой и манометром.
Минимальный диаметр сквозного фильтра определяют в зависимости от его
пропускной способности и возможности использования инклинометра д л я зам е­
ров угл о в искривления (зенитного и азимутного) с целью определения координат
забоя. Во избежание прорыва подземных вод в горные выработки затрубное
пространство сквозного фильтра цементируют, а перед вскрытием (подрезкой)
сквозного фильтра дренажными выработками предусматриваю т специальные
мероприятия, определяемые проектом (установка резинового тампона, предо­
хранительной пробки и т. д.).
К онструкция поглощающей скваж ины должна исключать возможность
поглощения воды в водоносные пласты, расположенные м еж ду дренируемым
и поглощающим горизонтами.
Бурение восстающих скваж ин на водоносные горизонты в устойчивых по­
родах с напором свыше 50 м и в рыхлых породах с напором свыше 20 м
предусматриваю т через превенторы, устанавливаемы е на кондукторах.
Конструкции контрольно-разведочных скваж ин разрабатываю т с учетом
обеспечения замеров ур овня воды в процессе откачек и надежной изоляции
дренируемого водоносного горизонта.
П огружение иглофильтров предусматриваю т гидравлическим способом, а при
невозможности гидравлического погруж ения иглофильтры устанавливаю т в спе­
циальные пробуренные скваж ины .
Конструкция наблюдательных скваж ин долж на обеспечивать надежную
изоляцию водоносного горизонта.
Тип фильтра д л я водопонижающих скваж ин и колодцев, сквозных фильтров,
поглощаюших, контрольно-разведочных и наблюдательных скваж ин зависит
от пород водоносного горизонта (табл. V . 6 ).
В скальны х и полускальны х устойчивых породах установки фильтров не
тр еб уется, за исключением водопонижающих скваж ин , которые оборудуются
перфорированными трубами до глубины сп уска погружного насоса.
Д л и н у фильтра при мощности пласта до 10 м принимают равной этой мощно­
сти. При большей мощности пласта длина фильтра определяется расчетным путем.
Фильтровые колонны оборудую тся центрирующими устройствами (фона­
рям и ), устанавливаемыми через каж ды е 10 м.
262
Т а б л и ц а
V.6
Водоприемные фильтры
Х а р а к т е р и с т и к а пород
вод о н о сн о го гор и зон та
Тип и к о н с т р у к ц и я ф ильтров
П олускальные, галечники с к р уп ­
ностью частиц от 20 до 100 мм (более
50 %)
Гравий, гравелистый песок с кр уп ­
ностью частиц от 1 до 10 мм при
преобладании частиц от 2 до 5 мм
(более 50 %)
Пески крупные с преобладающим
размером частиц 1—2 мм (более 50 %)
Пески средние с преобладающей кр уп ­
ностью частиц от 0,25 до 0,5 мм ("бо­
лее 50 %)
Пески мелкие с преобладающей к р уп ­
ностью частиц 0 ,1 —0,25 мм (более
50 %)
Трубчатый, с круглой и щелевой перфо­
рацией
Трубчатые, с водоприемной поверх­
ностью из проволочной обмотки или
ш тампованного стального листа
Т рубчаты е, с водоприемной поверх­
ностью из проволочной обмотки, штам­
пованного стального листа или из сет­
ки квадратного плетения
Трубчатые, с водоприемной поверх­
ностью из сеток гладкого (галунного)
плетения или с песчано-гравийной об­
сыпкой
Трубчатые, с песчано-гравийной обсып­
кой
В гравийных фильтрах в качестве обсыпки применяют песок, гравий, пес­
чано-гравийные смеси. Зерновой состав песчано-гравийной обсыпки подбирают
из условий
где £>50 — размер частиц, масса которых в обсыпке „составляет 50 % ; db0 —
размер частиц, содержание которых в породе водоносного пласта составляет
50 % .
При выборе сеток д л я фильтров размеры отверстий сетки определяют в соот­
ветствии с гранулометрическим составом пород водоносного стоя.
ГЛАВА 4
ОЧИСТКА
И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШАХТНЫХ
ВОД
Охрана окружающей среды от загрязн ен ия сточными водами промышленных
предприятий, в том числе шахтными водами, стала проблемой государственной
важности. Принятые и утвержденные в декабре 1970 г. Верховным Советом СССР
«Основы водного законодательства СССР и союзных республик» определили по­
рядок пользования природными водными ресурсами нашей страны, а разрабо­
танные и выпущенные в развитие этого закона нормативные документы устано­
вили порядок и условия сброса стоков предприятиями. В связи с этим необходимо:
создавать тщательный контроль за составом ш ахтных вод, разрабатывать новые
методы очистки, применять эффективные очистные сооруж ения, а при нараста­
ющем дефиците свеж ей воды — максимально использовать ш ахтные воды для
технического водоснабжения, особенно на обогатительных фабриках.
Рациональное использование и очистка ш ахтных вод являю тся составной
частью комплекса мероприятий по защ ите горных выработок от подземных и
поверхностных вод при строительстве и эксплуатации.
263
—
5
Sо
с £
ОЯ £
оa s
« о ^2
QQч
Си
о
О
CJ
•о/)
о
Си
О
я
CQ
—
Я
о
*н C
<Sи
2(Х<4У
сз н
* 2Л
.<«
2«
ОС
S
«
о
о
Я
S
га
Sf
33
яи
S2
Q
СС-
Г*"
м
sfg -*
я
Sob
£ а «
О
ЯО
#Я
воды
качество
Показатели, характеризующие
СчЗ
3Я
я
- , / t : y
U
I~
О
с/5
CJ
•+
М
2
X
SSo
О
<У
ф S3 я
я <s
я
о
§ g i’ 1
1 *о
Й 55
ё& З
I^ §С.<и
s
о о; ~
^
а> Я
53 9
£ * 1
3 * 5
° g f
g <
2
В
s з , w * " g.
5 о vp S S l I
_ з
о• *** Он i»<S a-r, ?.
uCO x <
* К «
264
- •» — r?
*
n o го
g
y en
s
У CJ
<? §SyсJ U^f«XС^«M яng
(J
я . X ^
•§ о « sЯ м g « „м
~ ~ ГГ о
/Л
°2 vS
^
fu 5
^CO
sf
r/0 -«
C) —tO
„ c/v
« 0 ,0 - 5
О П Д + ^Ё
У
^ ^
^^С Й -свО О
^ чв Ц
О я£ Х
ё ! tg
П к . з S03 q S
WР—
•Я
g х X
о.—» о
| WСО н
vсо
-v
Я s
а.
*<
о 5
я О
я сно
Уч
^ х
о
<
о
а- л..
I ? CJ
я
с
ся<
М
<
ии
ОО
Н СО
G- sS^+. ?| 3я iн. о>+
I ОО f? С Я
SГ! SЯ s"г*o'т
я О
о сг>
a >, я б я е - я
'та °
я
та Ь
я я
s ° * Т «
=3
я = + §-1 s О
t=C<U
О н
з^ ёг ’8? |Г>5С § у- 5- В*
8 сх
я
г;
Я а .я
S я О
я
S Ч ^я
g&О Чта Эта
3U ag я о
я «
^X hU C G coC co^ « о
«ТЗ*tr.О ч£
^<
^1
\с
я
н
о
»я
о
я
о
<и
я
я
ь
п
о
я
та
загряз-
о
со
о
в>
*Ю
• нт2‘
*- X
t=2
Я
та,—,
та
о, я
ята н
я
о о
Я fя
та
яS та
н ; нта яо
^ о >
о ; я о Я *0 *
Vw/ g
Я
-Я *>5
^ W
оо »яе-<;
са * 5 p ■G
« W
«d Й
p*
я У ' о 0та*<
>
IO v О ^ Я ?■ и
V
О
Бактериальные
нения
Л
Микробиологический,
химический
Химический, биологический
S
Минеральные (сероводород, соединения ж елезг, марганца, хлориды, сульфаты) и биологические (от гниения растений, лучистых грибков и т. д.)
примеси
Микроорганизмы, бактерии (патогенные); микроорганизмы, участвующие
в окислительно-восстановительных процессах
Я
9г
f«
£
5
о
н
о
•&
и вкус
|
>я
я
я
Запах
Г">
«з
Под качеством воды понимается совокупность физических, химических, о р га­
нолептических и бактериологических показателей, определяющих ее свойство
и пригодность для использования.
Качество воды устан авли вается лабораторными анализами отобранных
проб (табл. V .7).
§ 96. Классификация вод и примесей
Сущ ествуют различные виды классификаций: по общей минерализации,
по преобладающему катисну или аниону, по содержанию отдельных солей.
Известны попытки классифицировать воду соответственно общим условиям ,
в которых формируется их химический состав, а т ак ж е по гидрохимическому
режиму водоемов.
Классиф икация вод по их м инерализации
Воды
М инерализация
растворенны х
вещ еств, г/л
до 1
П р е с н ы е ........................
Солоноватые . . . .
1—25
С морской соленостью
25—50
Р а с с о л ы ................... .... .................. свыше 50
Классификация С. А. Ш укарева основана на делении вод по шести главным
ионам Na+, С а2+ M g2+, SO J-, C l", HCO j.
По сочетанию катионов и анионов можно различить 49 вод по качеству.
Классиф икация О. А. Алехина сочетает принцип деления воды по преоб­
ладающим анионам и катионам с делением по количественному соотношению
м еж ду ними. В се воды сначала д ел ятся по преобладающему аниону на три кл асса:
гидрокарбонатные (НСО 3 ) и карбонатные (СО|~), сульф атные (SO|~), хлоридные (С1 ). К аж ды й класс по преобладающему катиону далее подразделяется
на три группы: кальциевую , магниевую и натрий-калиевую . К аж д ая группа
в свою очередь подразделяется на три вида вод, определяемых соотношением
м еж ду ионами в элементах:
I вид НСО 3 > Са2+ + M g2+;
I I вид I-ICO3 < Са2+ + Mg*+ < НСО3 + SO f“ ;
III вид НСО3 + SO|- < С а2+ + M g2+ или Cl“ > Na+.
Дополнительно введен IV вид вод, характеризую щ ийся отсутствием Н С 0 3.
Значительный интерес д л я очистки ш ахтных вод представляет классиф ика­
ция примесей в природных и промышленных водах с учетом способов очистки
вод, разработанная Л. А. К ульским. Все многообразие загрязнений природных
и промышленных вод объединено в ограниченное количество групп с общим для
каждой группы набором методов водоочистки (табл. V . 8 ).
Солевой состав шахтных вод обусловлен совокупным действием различных
факторов, основными из которых являю тся: литолого-минералыый состав горных
пород, условия питания ведных горизонтов, длительность контакта воды с гор­
ными породами и рудами, интенсивность водообмена, климат. Кроме того, про­
т екая по горным выработкам, эти воды увлекаю т с собой, отходы производства
(частицы руды, обломки крепежного дерева, нефтепродукты, масло и т.. д .),
а т ак ж е бытовые отбросы. Х арактерной особенностью шахтных вод яв л яется
наличие в ней примесей, по составу соответствующих полезному ископаемому.
Т ак, воды рудников черной металлургии обладают большой дисперсностью
взвешенных в них веществ (медленно осаждаю щиеся в неподвижной воде), содер­
ж а т большое количество растворенного ж елеза, вследствие чего вода приобретает
специфическую красно-бурую о кр аску. Примеси этих вод представлены хлори­
дами, сульфатами, калием и натрием. Отмечается так ж е повышенное содержание
ионов кальц ия и магния.
265
1 • CQ
G3 S
О
с =9
Классификация
примесей воды по их фазово-дисперсному состоянию
и процессы, используемые для их удаления
о
266
о
оО . ,f~ S °
« о й?
О ~ 2 S'
a p f
s"S
Л К Cf
И гз К
* О с .
s OB
S 'S g
м I
03 д
o *S "X
ct
2•=5 5a; 3j -
Q* a
g «
§o
a о
о 5о
IcLgP
Я
О
§ оХ
Kt
о '
g so
У а> .
-Я
£ та
*
£5 «2 sщ
CuCO
t7 t T
|>
<
СО Н
CQЯ
О <р
CuvO
Я Ci,
Cl О *
* « -о
«У С <и *
о Сй
s. о рг
S
S s
2 С
S
1
<U c<d
CU £
О
ЯО
м
g
яs
03 О-,
-
я *=с
я
Xо
'я
о
о
Я со
я о
ca
У u 5.
5 X
a- §
о „
Ч сао
У а. о«
vo a. a)
a o cc
хо и
8ОеST
X
^ 2
< я
3 § *
S3?
2 §2 £
3 _ <t>®. о 3
л -е о д о о
CQ О
crC со
ч 8
ф2 у о
**
5. . р 4»
*=
>W S' к
£ ° д
я
«
c£ p*
0
>>
<
Р о ^ ЯФ?
2^5-5^
“ >.0 |5к<— 1 S ' O О .
а r.O
ЧV
о S?
O
" с S * и; „*
s«
я
и х. vя
£
.
2
а
Я- 5
ч я
Д та с;
vo £ <D
в* 5 g & >?
< S «з
5 г<
<
2
S£SS5g
«elfgs
' ДЗ - О
м
<U
о 5 2 g
с НЯ у
о & |1
. Л Нк
о
я
“ sI
о
QJ С Д
Я ¥
H s Л^
So> ята gя я°
t ‘2
яm E
p .3
Я
S ' .-<
^ К£ о°
CO
О
^
s
M
2 3”о з
с 2 ^л
sL
<o й4 «
£ я ев Я
Лг Я
£ ^
5 ~
<0 <
1)
оCC Я
Г = Ь Ж
W Ч
«
И S I,
К О
о,
О ц -'О
о
а
л о
в >»* а
Мо « я
••
3
3
и• •
. о «в «
о • ч 03 ^
^ 0cf,. ё s >>
£- ^
-5
.5
S
> «t<-U
>• Я
s
£ |я
X ra^ ;
s £ а 3 IT е<
Ш |§ §
2 & |8 *8
К Л о к
Я
■-• СО
►
Со
г о д '?
.9*2 §
«г v <2
& з Ф8 5
w
О
s Р
г- 5^
К* ?
я !
3 «в >.
2 g*
S
f ЙО
23 T* 8 *
2я t S я
о
я
о
S
§ £ S
§ r
ЙQ
>
< co 2
O S3 m
oo5
o.S-o
ST* s со
S ’*5
С ts
cu
§
у
CO %
2
£
x Я* S ~
<D22
_
^5
со я_ j C
3
•< O-’0 <CQ
*0
4 In ^
Я £2
Я Й
о ^ о- ^
8
й к
2
-i я
g s а £-н О
^ й со _ о
о о
^ Г ' сЗ .
'Я
с? £-' •
% н : t=Cя s
gО rя t;s . I: о t? я
S <!>ч
^
CQ о
: v^H
2
со ДЗ
2а- н
о
ь
О° S
О
g
2■s g
5 SЙ
0 0 5
c
S £
я
о
*=3 о
уо о
^
СО X
СО 2
и 5s
о 5§
o-e*
<D
So
Ы
£
Q>
^-*
О
О <у
Й
s
<0
я
о*
к S х я Ь
Я „ та я £
л 5
о 2
s та t=: я
Сн СО -в<
а> к(
я >, я
с?» <Iи ф
я
s а =
>= ф «
г.
о
«3 с н
Молекулярные растворы
(группа II). I азы, растворимые
Ионные растворы (группа I).
Соли, кислоты, основания,
со
О
О
a.
с
У
а.
о
оа
ь --и
~ £я 'о
о
к <и
о о с 2
f - £2
а<У
Й
О °
го
ФЯ
2°
.
О со
са с;
о
<
Си
I
S 0> *5
-о w
2
TOК
S t=: о
E
s
>
—
< 5»—
ос
5 «
к й &
°§
О tt
« Я
р.
5 fe
§ 5 то
a S3 s
Э-о ft
S 3 - ' cu
Й * о •=c
Коллоидные растворы
(группа II). Коллоиды и
высокомолекулярные соеди-
Q« H
Яя
ю о сз
tc• <у 3
V
тио
sО §О **
и; Он д
S c< о я
^ o' £ TO
к 2 и
«О 5CX^—> 5 CоO
<i>х £2
£ £ =
ТОъ та
CQ
Я
°D £
с2 5
О-
Л
си
ТО
м
к
я
я
я
СП
f-*
я
я
4
>■>
M
о
4
•e*
* а
2
Взвеси (группа I). Супеси,
обусловливающие мутность
с
К
£ T1OЯ
2 >=*VO
2Cu
О
о сз
у со
§
С2
к в
~ Я2 g. CQ TO^
к*
с й *<:
cS §
.. о
Я
"к 03
5я 2о2
Л
g *
ft «
X а> £>eg
£ с 8 ^
а ^•е* о
о
2 «
^ 5 2 то
5
а
Э *£§
о • <U U
о<
Я > V ^ О -'7 ' <и
ч
о) s
<У g
ж2
2
TOr* 2
а
с я
<и з
if!
«
сз К
ня
_
°3
Л U'
с.
« о
5 О
2 я
йо
*1
ч 4
>. О
мя
о«
я
Я
t? о
К О О-
я л *=С
a « _
ф : <м
а.
<
q CQ
е
Й а< &
w
Си *
к
я я я tfi
о
S •&
то 5
ф
J3 Q О _ _
Я Н -а
о езЛ C
Q
§•= со
О
о >, » х то
os’ чs со
Си со.
со
О О* ТО<Dх
t=; О „
* «?
: оо * a g Н
5 £ VO
т*
Ч
аЗ
«
£
ич
н
2
*=с
111
3 я 2 g >>s сь
tr R
и S J3 з*
^ О
С- к о
то
О е Я
а да
о aJ is; со ,д о я
О . t— о Я
ей Я
О
267
§ 97. Требования к кач еству ш ахтны х вод
и их использбвание
Ш ахтные воды по своей сущности относятся к водным ресурсам и входят
в общий баланс промышленного водоснабжения и водоотведения предприятий,
расположенных в районе их выдачи.
На предприятиях, расположенных в маловодных районах и с большим
притоком, шахтные воды являю тся основным источником водоснабжения. Т ак,
рудники Ачисайского ГОКа полностью обеспечивают потребность комбината
в промышленной воде, а часть ее используется для сельскохозяйственных нуж д.
В связи с повышенными требованиями к потреблению свежей воды и защите
окружающей среды от загрязнений в последние годы стоки многих предприятий
горнодобывающей промышленности, в том числе ш ахтные воды, повторно исполь­
зую тся в других производствах или добавляю тся д л я восполнения потерь воды
в технологическом процессе в системах оборотного водоснабжения.
В исключительных условиях вода, откачиваемая из ш ахт, может быть ис­
пользована для питьевых и хозяйственно-бытовых н уж д.
Качество воды, используемой на производственные цели, устан авли вается
в каж дом случае в зависимости от назначения ее и требований технологического
процесса с учетом используемого сы р ья, применяемого оборудования и готового
продукта производства.
Во всех с л уч аях вода долж на отвечать следующим основным требованиям*
быть безвредной д л я обслуживающ его персонала;
обеспечивать высокие технико-экономические показатели производства;
не обладать сильными коррозийными и агрессивными действиями на аппа­
р атур у, трубопроводы, строительные конструкции и сооруж ения;
при сбросе вод в близлежащ ие водоемы или на рельеф местности соответ­
ствовать «П равилам охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами»,
введенными в 1975 г ., и дополнительным перечнем примесей, предельно допусти­
мых концентраций (П ДК ) в воде водоемов санитарно-бытового водопользования
(№ 1842—78 от 17 апреля 1978 г.) и для воды рыбохозяйственных водоемов
(№ 30— 11 — 11 от 21 ян вар я 1980 г.).
Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канали­
зации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (ВОДГЕО)
Госстроя СССР в 1978 г. выпустил «Укрупненные нормы водопотреблен и я и водо­
отведения для различных отраслей промышленности» (в р ам ках Совета Экономи­
ческой Взаимопомощи) с учетом возможности использования различных источ­
ников воды, вклю чая стоки предприятий, ш ахтные воды в процессе производства
(табл. V .9).
В системах водоснабжения горнодобывающих предприятий при добыче
руды (на кар ьер ах и рудниках) вода используется для бурения, иылеподавления,
гидросмыва и т. д. Ш ахтные воды д л я этих целей, к а к правило, не м огут быть
использованы, т а к к а к содержание примесей в них значительно превыш ает до­
пустимое. Качество вод, используемых в ш ахтах и кар ьер ах, должно соответ­
ствовать качеству вод питьевого назначения.
При переработке руд на дробильно-сортировочных фабриках вода исполь­
зуется на гидрообеспыливание, охлаждение подшипников и пылевые уплотнения
дробилок, охлаждение смазочного м асла, смыв пыли в аспирационпых установ­
к а х и на уборку помещений.
Н а обогатительных фабриках вода используется на промывку руды и неруд­
ных ископаемых, на приготовление растворов реагентов, в технологическом
процессе обогащения, на охлаждение подшипников, оборудования и агрегатов
и т. д.
Качество воды на промывку рудных и нерудных материалов не требует спе­
циальной водоподготовки, но должно соответствовать характеристике перераба­
тываемого сырья, применяемым флотореагентам, способу обогащения и т. д.
Ш ахтные воды на обогатительных фабриках м огут быть использованы к а к основ­
ной источник водоснабжения и д л я восполнения потерь в системах оборотного
водоснабжения. В этом случае качество воды должно соответствовать требованиям,
предъявляемым к технологии обогащения. Н аучно-исследовательскими инсти268
Таблица
V. 9
Примерные требования к качеству оборотной воды при использовании
поверхностных и подземных источников
Вода 1 категории,
используем ая дл я
о хлаж ден и я оборудова­
ния и технологических
продуктов в теплообмен­
ных ап п аратах (через
стен ку)
П оказатели
Единица
изме­
рения
Т ем пература
°с
Взвешенные
вещ ества
мг/л
О хлаждение
без огнево­
го нагрева
поверхно­
стей теп ло­
обмена
О хлаждение
с огневым
нагревом
поверхно­
стей теп ло­
обмена
11 кат его ­
рии без
н агрева
(обогащение
ископаемых,
гидроизо­
ляци я И Др.)
III катего ­
рии с н а­
гревом
(удалени е
и очистка
газо в, г а ­
шение к о к ­
са и др .)
О пределяется в зависимости от технологического
процесса
До 50
До 20
При граЕигашш
до
10 00 0
мг/л
До 20
До 10
балл
—
До 3
0 ,5 —8,5
До 3
6 ,5 —8,5
Ж есткость:
общая
карбонатная
мг-экв/л
50
—
мг-экв/л
До 3,5
Щелочность
мг-экв/л
Общее содер­
жание
Ионы хлора
Сульфат-ион
Железо общ.
окисляемость
Перманганатн'ая
Эфирорастворитель
З апах
pH
Вода, используемая
в качестве транспорти­
рующей, поглощающей,
экстрагирую щ ей и д р у ­
гой среды
При флотации до 200
Не нормируется
До 3
Не норми­
руется
—
До 4
6 ,5 —9,0
До 2,5
Не норми­
руется
Не более 4
Не более 3
То же
При очистке
газов необ­
ходима об­
работка
То же
мг/л
Д о 2000
До 800
То же
мг/л
мг/л
мг/л
Д о 350
До 500
1—4
Д о 150
Д о 250
0,5— 1
»
мг/л
До 20
До 20
хпк
мг/л
Д о 200
—
БПК б
Биогенные
элементы в
добавляемой
воде:
азот общий
фосфор в пе­
ресчете на
р 2о 5
МГ О2 'л
15—20
МПл
150
»
5
Не норми­
руется
При грави­
тации не
нормирует­
ся , при
флотации
—
Не норми­
руется
То же
»
»
»
10
*
—
Не норми­
руется
То же
150
»
»
»
»
»
269
Т а б л и ц а
V. 1 0
Требования к качеству воды, используемой в системах оборотного водоснабжения
обогатительных фабрик, по данным института «Механобрчермет»
М арганцевы е
руды
Ж елезные руды
Методы обогащения
П оказатели
П рям ая
флотация
Обрат­
н ая фло­
тация
Гравитационномагнитный
Температура, °С
-И
+4
-1-4
+4
+4
Содержание взвешенных
частиц в оборотной воде,
мг/л:
сгустителей и хвостохранил ища
I стадии измельчения и
классификации
1000
1000
1000
1000
600
2500
2500
2500
3000
Содержание масла
—
50—60
7 -8
—
137
рн
8,2
8,5
11
8 ,2
8,2
Ж есткость, мг-экв/л:
общая
карбонатная
34
3
22
10
3
—
31
—
31
—
Щелочность, мг-экв/л
—
—
—
Ми пер ал ьн ый остаток
9285
4500
2400
Содержание, мг/л:
Са2+
M g2+
СГ
SO f-
2750
247
5220
706,9
200
180
220
150
12
240
240
2100
1100
1100
800
760
1600
1950
1950
—
—
160
Флотация
1
со
—
1
Х П К, мг О2/л
со
М агнит­
н ая се­
парация
До 10 000 Не выше
6000
220
2 0 0 -3 0 0
тутам и разработаны основные требования к качеству вод по р яду отраслей про­
мышленности, в частности для обогатительных фабрик черной металлургии
(табл. V. 10).
Принципиальная схема водоснабжения обогатительных фабрик цветной
металлургии предусматривает использование шахтных вод с очисткой или без
очистки (рис. V . 8 ).
Широкое распространение получило использование ш ахтных вод в системах
оборотного водоснабжения на медно-цинковых обогатительных фабриках У рала
(Г ай ская, У чалин ская, Сибайская и д р .). На этих фабриках ш ахтные воды ки с­
лого состава при смешении со щелочными стоками фабрики создают благоприятные
270
условия для флотации медкых
и цинковых минералов. Н а по­
лиметаллических и золотоизвлекательны х фабриках ш ахт­
ные воды используются как
основной источник водоснабже­
ния и д л я восполнения потерь
воды в системах оборотного во­
доснабжения.
98. Очистка
ш ахтны х вод
{
Обогащен,ии
Сливы
Г
Хвосты
Ш ахтны е
с г у с т и - Прочие
т ел еи
в 0$ь,
Очиспнш
Iили без
w/uc/r.’rtu)
.
Очистка
( или без
c7,‘ucm,4,'/j
воды
г*—
I
I
О чистка
1Сгущение (или б?.? /?!/ш:пгяи)
Слиб
\Сли§\
н
I
п
\ 1/
л
Отстаивание в авостозсранилище
\
'.
Избыток
на сброс
\
Очистка
(или без очистки)
Выбор схем и методов очи­
Осадок
стки ш ахтных вод обусловлен
-------- I— ~
~ }
прежде всего количеством воды
На дальнейшую пере
(водопритоком),
требованиями
работку с цслыо у т и ­
И збы т ок н а сб р о с
к качеству воды, физико-хими­
лизации ценных ком­
понентов
ческими свойствами воды и осу­
Рис. V .8 . П ринципиальная схема оборотного водо­
щ ествляется на основании науч­
снабж ения на обогатительны х фабриках цветной
но-исследовательских работ, вы­
металлургии
полненных целевым назначени­
ем по выбору схем примени­
тельно к каж до м у конкретному месторождению. Содержание прлмесей в ш ахт­
ных водах практически всех горнодобывающих предприятий превышает пре­
дельно допустимые концентрации (П Д К ). Очистка ш ахтных вод требует отно­
сительно больших затрат на строительство очистных сооружений и их эк сп л уа­
тацию, в том числе больших земельных отводов под пруды-осветлители.
Д л я повышения интенсификации процессов осаждения взвешенных частиц
исследованы процессы коагуляции, электрокоагуляци и, магнитной обработки
воды. Разработаны схемы очистки ш ахтных вод (рис. V .9 ), которые нашли ши­
рокое применение на ряде предприятий угольной промышленности.
Хлорная деда
Рис. V .9 . Схема очистки ш ахтны х вод:
j — радиальный отстойник; 2 — р езер вуар дл я раствора AIjfSO*)*; 3 — см еситель; 4 —
резер вуар д л я раствора ППА; 5 — смеситель; 6 — фильтр; 7 — хлор аго рн ая; 8 — ре­
зер вуар чистой воды; 9 — промывной насос; 10 — осадкоуплотннтсли; 11 — контейнер
д л я обезвоженного о садка; 12 — обезвоживающий ап п арат; 13 — ем кэсть д л я сбора
ф угата или ф ильтрата; 14 — насос
271
Рис. v ; io . Схема горизонтального отстойника:
1
направляю щ ая перегородка; 2 — сливной лото к; 3 — скр еб ко вая т ел еж к а для о т ­
бора ш лама; 4 — подвод воды; 5 — отвод ш лама; 6 — ствод очищенной воды; 7 — скребок
На ш ахтах и рудниках цветной металлургии схемы очистки ш ахтных вод
имеют два основных направления:
объединение шахтных вод с хвостами обогатительных фабрик, сброс их
в хвостохранилище с последующей совместной очисткой от твердых взвесей и
други х примесей до кондиций, удовлетворяющих требованиям промышленной
воды д л я использования в оборотном водоснабжении, или сбросом очищенной
воды в водоемы;
самостоятельная очистка шахтных вод с последующим использованием их
д л я технологических н уж д или сбросом в близлежащие водоемы, или на рельеф
местности.
Совместная очистка шахтных вод и стоков обогатительных фабрик с после­
дующим использованием их для водоснабжения обогатительных фабрик и д р у ­
гих промышленных н уж д, явл яется самым перспективным направлением в реше­
нии проблемы охраны природы от загрязн ен ия.
Это направление оправдывается к а к экономически (исклю чается строитель­
ство самостоятельных очистных сооружений), т ак и технологически, т а к к а к со­
левой состав шахтных вол близок или аналогичен составу жидкой фазы хвостов
обогатительных фабрик (за исключением реагентов).
Очистка шахтных вод от твердых взвесей начинается в ш ахте. Твердые
примеси бэльших размеров задерживаю тся решетками с крупным и мелким за ­
зором, 6of.ee тонкие отделяю тся на сетчатых фильтрах различной конструкции.
Д л я очистки применяются песколовуш ки, отстойники, пруды-осветлители, ис­
пользуются хвостохранилища обогатительных фабрик, фильтровальные у ста­
новки и т. д.
Д л я интенсификации процессов осаждения применяются реагенты.
О т с т о й н и к и . Б воде, находящ ейся в 1.окое или движ ущ ейся с неболь­
шой скоростью, взвешенные частицы, плотность которых больше плотности
воды, под действием силы тяж ести выпадают в осадок. Н а этом принципе основано
осветление вод. Скорость осаждения взвешенных частиц зависит от их формы,
плотности, размеров, температуры и т. д.
Д л я расчета любых отстойников необходимо знать гидравлическую к р у п ­
ность взвешенных частиц.
В практике очистки вод применяют горизонтальные, вертикальные и р ади аль­
ные отстойники.
Горизонтальный от ст ойник (рис. V.10) представляет собой прямоугольный
вытянутый по ходу движ ения воды железобетонный резервуар.
Длина отстойника (м)
1 = а27 2
и«
И,
(V .30)
где а = 1,3— 1,82; U0 — р ас­
четная скорость осаждения час­
тиц в отстойниках, мм/с, опре­
деляется опытным путем; Vcр—
средняя горизонтальная ско­
рость движ ения воды в отстойни­
ке мм/с; Н — 2,5-г-3,5 — глуби­
на зоны осаж дения, м Отноше­
ние L/H принимают не менее 10.
Ширина отстойника (м)
3 ,6 HV,ср
Рис. V . 11. Схема вертикального отстойника:
/ —сливной лоток; 2 — подвод воды; 3 — отвод в о ­
ды ; 4 — отвод ш лама; 5 —спусковой трубопровод
(V .3 I)
где Q — расчетная
производительность
установки,
Расчет отстойника можно вести по его площади
aQ
3MJ o '
м8/ч.
(V .32)
Горизонтальные отстойники просты в изготовлении (сборные железобетонные
элементы), но вместе с тем имеют низкие гидравлические и технологические
показатели.
Верт икальный от ст ойник (рис. V .l 1) — железобетонный резервуар, к р у г ­
лый или квадратный в плане, вода в котором дви ж ется вертикально снизу вверх.
Площадь отстойника (ма)
F = (5
зЖ
’
.
<V33>
где р — коэффициент использования отстойника; Q — производительность от­
стойника, м3/ч; К0 — скорость восходящего потока воды, мм/с.
Д л я отстойников, используемых в угольной промышленности
Qt
3 ,6 V 0
60 Я К
(V .34)
где / — площадь камеры хлопьеобразования, м2; t — продолжительность пре­
бывания воды в камере хлопьеобразования, ч; # к — высота камеры хлопье­
образования, м.
Радиальный от ст ойник (рис. V.12) — круглы й железобетонный резервуар,
вода в котором дви ж ется горизонтально от центра к периферии в радиальном
направлении. Т акие отстойники строятся до 100 м в диаметре.
Рис. V .1 2. Схема радиального отстойника со скребками:
f — сливной лоток; 2 — ферма; с , 7 — отвод воды; 4 — направляю щ ее устройство; 5 —
скребок; 6 — отвод ш лама; 8 — спускной трубопровод
273
П лощ адь
р ади альн ого
отстойника
(м2)
(V .3 5 )
где Q — расход воды, м 3/ч; (Jo — скорость осаждения частиц, мм/с, определяют
исследованиями; / — площадь центральной распределительной зоны, м2.
Достоинством радиальных отстойников явл яется механическое удаление
о садка без его остановки. Осадок с площади отстойника к центру (месту р аз­
грузки ) перемещается с помощью граблин.
Применение
р е а г е н т о в . При осветлении воды отстаиванием
удаляю тся частицы крупностью около 5— 10 мкм и более. Д л я удаления более
мелких частиц требуются либо большие площади осветления, либо специальная
обработка частиц реагентами. Обработка воды реагентами с целыо интенсифика­
ции процесса осаждения называется коагулированием.
В к а честве ко агул ян та обычно используют: сернокислый алюминий A12( S 0 4)3,
алюминат натрия Na2A l 2S 0 4, гидроокись алюминия А1(ОН)3, сернокислое ж е ­
лезо F e(S 0 4)3, железный купорос F e S 0 4 -7H 20 , хлорное ж елезо FeCl3, известь
Са(ОН)2. Действие сернокислого алюминия основывается на его гидролизе, за ­
канчивающемся образованием геля гидроокиси алюминия [А12(ОН)3)1 и свобод­
ной углекислоты.
После введения в воду сернокислого алюминия происходят реакции:
Al2 (S04),^ 2 A 13 + >1- 3S02-;
А13+ -Ь Н20 ^ А1(ОИ)2+ 4- Н +;
А1(ОН)2+ + Н 20 z l A l(O H )J + Н+;
А1(ОН)§+ + Н 20 ц г А1(ОН)з + н+.
Образующаяся гидроокись алюминия А1(ОН)3 представляет собой коллоидное
вещество, частицы которого заряж ен ы положительно. М еж ду тем, коллоиды,
содержащ иеся в природной воде, заряж ены отрицательно. Это ведет к нейтрали­
зации зарядов обоих коллоидов, вы зы вая их взаимную коагуляцию с образова­
нием хлопьев.
Механизм действия железного купороса и других коагулян тов аналогичен.
Д л я интенсификации процесса осаждения широко применяю тся, особенно
при очистке высокоминерализованных шахтных вод, полиакриломиты. Поли­
мерные цепи, обладающие большим количеством адсорбционно-активных групп,
образуют связи м еж ду твердыми частицами, т. е. происходит укрупнение мелких
частиц в более крупные. П рактика п о казала, что при коагулировании сточных
вод известью расход ее для различных производств со ставляет от 50 до 500 мг/л
активной окиси кальц ия. К оагулирование сульфатом алюминия обеспечивает
полное осветление от грубодисперсных примесей при дозе 150 мг/л.
Ввиду разнообразия" шахтных вод по происхождению и химическому со­
с таву, а т ак ж е различного характера (по крупности, форме и т. д .) твердых
взвесей рекомендовать какую -то определенную до зу к о агул ян та невозможно.
Расход реагентов определяется при разработке схем очистки в конкретных усло­
виях.
Очистка от катионов тяж ел ы х металлов производится их переводом в малодиссоциированное или малорастворимое состояние, фиксацией на твердой фазе
и электродиализом.
Осаждение ионов в виде гидроокисей или сульфидов достигается путем
обработки воды реагентами (содой, известью, щелочыо, сернистым натрием)
и смешением кислых и щелочных вод или стоков др уги х производств.
Критическая величина pH , необходимая для осаждения какой-либо гидро­
окиси,
(V .36)
где ПРМ е(0н) п — произведение растворимости гидроокиси (табл. V. 1.1); /г —
валентность м еталла.
274
Таблица
V .ll
Произведение растворимости и pH осаждения некоторых гидроокисей|
при [M e"+j = 1 г ион/л
pH
Произве­
дение рас­
творимости
Гидроокись
AgOH
•Mg (ОН),
Mil (OII)2
Cd (OH )2
Fe (OH )2
Со (ОН )2
Ni (ОН)*
2 • 10"8
5 -10 " 12
.
4 -1 0 “ 14
12 * 10” 14
18 - 10“ 10
2 - 10"10
6 ,3 -1 0 “16
pH
опыт
лое
рас­
чет­
ное
—
—
3,8
5,6
6,3
8,3
7,3
7.0
6,3
6,8
6,2
6,7
6,4
Гидро­
окись
Zn
Си
Сг
Bi
А1
Fc
Sn
(ОН).
(ОН)а
(ОН),
(ОН),
(ОН),
(ОН),
(ОН),
Произведе­
ние рас­
творимое! И
М О " 17
5,6 -1 0 - 20
5 ,4 -1 0 ' * 1
4 .3 - Ю- ^ 1
1,0 - 10“ 33
3 ,8 -1 0 - * 8
5 -1 0 " 26
опыт­
ное
58
4.2
—
—
3,6
1,6
■
рас­
чет­
ное
5,5
4,4
3,9
5,8
•3,1
1,5
1,3
Приведенные в табл. V.11 данные могут быть использованы лишь для ориен­
тировочной оценки качества вод по этим примесям, т ак к а к на осаждение метал­
лов существенно вли яет присутствие други х ионов — к ак катионов, так и анио­
нов. При осаждении д вух или нескольких металлов, при одной и той ж е величине
pH достигаются лучш ие результаты, чем при осаждении каж дого металла в от­
дельности. Наличие в воде
С1“ изменяют растворимость гидроокиси, на­
пример, меди. Надо так ж е учитывать, что р яд гидроокисей (цинка, свинца,
меди и др.) растворяется в избытке щелочи с образованием комплексных ионов.
К ак и гидроокиси, сульфиды начинают осаж даться при различных зн а­
чениях pH. Причем, если гидроокиси образую тся только в щелочных растворах,
то сульфиды м огут образовываться и в кислых. Например, сульфид цинка начи­
нает образовываться при pH = 1,5, кобальта и никеля при pH = 3,3.
Одним из наиболее распространенных методов очистки кислых вод, содер­
ж ащ их медь, яв л яется цементация меди на железном скрапе или на никелевом
песке. Медь в кислой среде вы деляется на ж елезе или никеле в виде металла,
а ж елезо и никель переходят в раствор:
Cu2H + Fe 2
Fe2+ + Cu 2 1 ;
Си2+ + Ni2
Ni2+ + Cu2 1 ^
Цементация меди на железном скрапе применяется для грубой очистки
с утилизацией меди. Д альнейш ая очистка вод от меди осущ ествляется, к а к пра­
вило, с применением извести, т. е. катионы меди переводятся в труднораствори­
мое состояние:
Си24, + ОН
Си (ОН )2 | ;
Си2+ -f ОН- 4 С 0 2 - -> Си2 (ОН ) 2 С 0 3 4 .
При очистке вод этим методом целесообразно использовать известь третьего
сорта, содержащую недожог (С аС 03).
Перевод ионов в малорагтворимые соединения с последующим осаждением
и удалением осадка целесообразно применять, если ш ахтные воды содержат
высокие концентрации ионов металлов и если ш ахтная вода в последующем ис­
пользуется в промышленных целях. Д л я очистки ш ахтных вод с низкой кон­
центраций ионов металлов и д л я доочистки вместо реагентной очистки целесо­
образно применять ионообменные смолы (катиониты К У - 2 , сульфоуголь и др .).
П рактически во всех сл уч аях при очистке ш ахтных вод от ионов тяж ел ы х
металлов экономически оправдывается утилизация их в виде гидроокисей или
др уги х соединений.
27 5
Очистка от кислот (нейтрализация). Шахтные воды наиболее часто содержат
кислоты: серную, соляную и азотную . Кислоты можно нейтрализовать любыми
щелочами: едким натром, едким калием, известью, известняком или доломитом,
мелом, магнезитом, содой, отходами щелочей и т. д .:
H2S0 4 + 2NaOH + Na2S0 4 + 2Н20 ;
H2S0 4 + CaO + H20
CaS0 4 + 2H20 ;
H2S0 4 + CaC0 3 CaS0 4 + C0 2 + H20 ;
H2S0 4 + Na2COs — Na2S0 4 + C0 2 + H20 ;
H2S0 4+ MgCOs ->- MgS0 4+ C0 2+ H20 .
Концентрация серной кислоты не должна превышать 1,5 % , так к а к при
более высокой концентрации образующийся C aS 0 4 выпадает в осадок, покрывает
поверхность нейтрализующей загр узк и , затрудняет доступ к пей кислоты, и про­
цесс нейтрализации прекращ ается.
При наличии в воде ионов тяж ел ы х металлов образую тся гидроокислы,
которые резко снижают процесс фильтрации.
В последние годы широко распространяется метод нейтрализации ш ахтных
вод путем смешения кислых стоков с щелочными, особенно при кондициировании
оборотной воды па обогатительных фабриках.
По данным «Унипромеди» на Учалинской, Гайской и Сибайской фабриках
смешение кислых ш ахтных вод с щелочными хвостами фабрики в соотноше­
нии 1 : 4 позволяет'довести общие стоки хвостохраиилища до необходимого зн а­
чения pH и использовать их в качестве воды в системе оборотного водоснабжения
обогатительных фабрик.
О бессоливание шахтных вод осущ ествляется дистилляцией, электролизом,
ионным обменом и другими методами.
Затраты па очистку (обессоливание, опреснение) зави сят от производитель­
ности установки, содержания примесей в очищаемой воде и от требований, предъ­
являемы х к качеству очищенной воды.
Химические методы опреснения и обессоливания воды (например, осаждение
хлоридов в виде хлорида серебра, сульфата в виде сульф ата бария) из-за доро­
говизны реактивов м огут применяться только для небольших объемов воды.
Электролиз связан с большим расходом электроэнергии.
Стоимость обессоливания воды всеми существующими методами увеличива­
ется по мере повышения содержания в ней примесей, — кроме методов дистил­
ляции и вымораж ивания, при которых увеличение содерж ания солей в исходной
воде вызывают увеличение стоимости очистки в меньшей степени.
Стоимость очистки методом дистилляции зависит главным образом от вида
и стоимссти тоилива, стоимость очистки методом электродиализа — от стоимо-.
сти электроэнергии.
Считается, что опреснение слабосолоноватых вод (2—3 г/л) наиболее эко ­
номично производить ионным обменом, солоноватых (3 —8 г/л) — электродиали­
зом, соленых ( > 1 0 г/л) — дистилляцией ил к вымораживанием.
Стоимость очистки 1 м3 воды различными методами при содержании 5 г/л,
по данным института «К азмеханобр», находится в пределах 9—40 коп.
Электродиализ. Если ванну перегородить мембраной (табл. V .12), а по обе
стороны мембраны установить электроды, соединенные с источником постоян­
ного тока, то катионитовая мембрана будет пропускать только положительно
заряженные ионы, а аниопитовая — отрицательные.
Через обрабатываемую воду (в электроди^лизаторе), разделенную череду­
ющимися катионитовьтми и анионитовыми мембранами, пропускаю т постоянный
электрический ток. Катионы, д ви гаясь в направлении к като д у, свободно про­
никают через катионитовые мембраны, но задерживаю тся анионитовыми, а ани­
оны наоборот. В результате этого из одних ячеек (например, из четных) ионы обоих
знаков выводятся электрическим током в смежные ячейки. Поэтому вода в чет­
ных ячейках будет опресненная, а в смежных с ними — насыщенная солями.
276
Таблица
VI2
Свойства мембран, вы пускаем ы х в СССР
С електив­
ность
0,95—0,96
0 ,9 6 - 0 ,9 7
0,9 5 —0,96
0,93—0,91
1000X 500X 0,2
1100— 1200
90—100
1000X 500X 0.3
1000Х 500X
X 0,15
1 3 0 0 -1 5 0 0
1150— 1300
<£>
%
Удельное
сопротив­
ление в
0,1 Н р ас­
творе,
Ом • см
00
1
г-
Катионитовые
МКК
М К-40
Анионитовые
М АК
МА-40
Р азм ер, мм
Н абухаемость
в воде,
11 — 12
150— 180
80— 100
1000X 500X 0,3
1300— 1800
11 — 12
180—200
00
Мембраны
Прочность
на разры в,
Па
Удельный расход электроэнергии (кВт-ч/м)
^ =
2 6 ’ 8 (^ Г о е С° ) £
>
(V -37>
где 26,8 — количество ампер-часов, необходимое д л я переноса I г-экв соли;
Си и С 0 — содержание солей в исходной и опресненной воде, мг-экв/л; Е — пол­
ное напряж ение па электродиализаторе, В ; т — количество ячеек (парных);
г] — коэффициент выхода по току.
В нашей стране выпускаю тся электродиализные опреснительные установки
порционного типа (ЭДУ-5, Э ДУ -50, ЭДУ-100) производительностью 5— 100 м3/сут
и прямоточного (ЭДУ-1000).
Производительность электродиализной установки (рис. V.13) уменьш ается
в результате отложений на мембранах карбоната кальц ия и гидрата окиси магния.
Электродиализное опреснение рекомендуется применять д л я шахтных вод хлоридно-сульфатного натриевого типа с общей минерализацией не более 5 г/л.
Д истилляционный мет од широко используется при опреснении морской
воды. При содержании солей в ш ахтных водах более 10 г/л и большой производи­
тельности (более 15 тыс. м3/сут) этот метод явл яется самым экономичным.
Наибольшее распространение получили установки адиабатного испарения.
Установки выполняются с прямоугольными и цилиндрическими испарительно-
Солонобатая
бода
Пресная
бода
р ис. V .1 3. Схема устан овки ЭДУ-50:
1 — фильтры предварительной подготовки; 2 , 3 — б аки ; 4 , 5 — насосы; 6 — б ак опреснен­
ной воды; 7 — электроди али затор; 8 — контейнер с кислотой; 9 — мерник; 10 — фильтр
У К В ; 11 — промеж уточная емкость; 12 — бактерицидные лампы; 13 — компрессор
27 7
конденсационными камерами; одно- и многоярусными; с горизонтальным, продоль­
ным, поперечным и вертикальным расположением труб конденсаторов — подогре­
вателей. Д л я получения тепла используют твердое, ж идкое и газообразное
топливэ, ядерное горючее, вторичные тепловые ресурсы в виде отходящих дымо­
вых газов.
Очистка ионным обменом. Реакция ионного обмена протекает в виде
RH
Na +
Na 4 - Н+
или
R.OH + C\-^LRC\ -f- O il-,
R и Rx — матрицы соответственно катионита и анионита.
Д л я осущ ествления реакции используют: иониты — естественные и искус­
ственные, неорганические и органические, твердые и ж идкие, практически не­
растворимые в воде и других растворителях (глины, сульф оуголь и т. д .) и ионо­
обменные смолы — искусственные высокомолекулярные соединения, органиче­
ские и полиэлектролиты, обладающие ионообменными свойствами (А В-17,
КУ -2 и т. д .).
Все иониты делятся на четыре основных типа:
1. Иониты (катиониты и аниониты), проявляющие свойства сильных кислот
и оснований, pH < 2.
2 . Иониты, проявляющие свойства, слабых кислот и оснований pH > 4.
3. Иониты смешанного типа, проявляющие одновременно свойства смесей
сильной кислоты или сильного (слабого) основания.
4. Иониты, обменная емкость которых непрерывно возрастает по мере по­
вышения pH (дл я катионитов) и ОН (для анконигов) в широком интервале зн а­
чений.
Основные показатели ионитов: емкость (полная обменная — ПОЕ и дина­
мическая — ДО Е); полная набухаемость, влагоемкость; гранулометрический
состав; кривые потенциального титрования; скорость установления равновесия
и скорость десорбции; термостойкость и механическая стойкость; изотерма об­
мена; химическая и радиационная устойчивость.
Процесс обессоливания можно разделить на три основные стадии. П ервая
стадия — пропуск очищенной воды через водородкатионитовые фильтры. К ати ­
оны, содержащиеся в воде, заменяю тся на водород, а в воде образуется экви вален­
тное количество кислот.
Вторая стадия — пропуск кислого раствора (воды) через анионитовые филь­
тры, где анионы кислот задерж иваю тся анионитом.
Третья стадия — регенерация.
В процессе первых д в у х стадий получают обессоленную воду. Процесс обес­
соливания ведут в зависимости от количества исходной воды и требований по­
требителей к обессоленной воде:
до «проскока» катионов жесткости;
до «проскока» катионов натрия;
с частичным удалением ионов.
Затем процесс обессоливания прекращают и переключают фильтры на тре­
тью стадию, т. е. регенерацию.
В зависимости от требований к обессоленной воде к а ж д ая из первых д вух
стадий может протекать в несколько ступеней.
Например, трехступенчатая ионитовая обессоливающая устан о вка позво­
л яет получить воду-с содержанием солей 0,05—0,1 мг/л.
Перед обессоливанием ш ахтных вод (рис. V.14) долж на осущ ествляться пред­
варительная очистка от твердых взвесей.
Процесс обессоливания производится в противоточных фильтрах д и а­
метром 2000—3400 мм, конструктивной особенностью которых явл яется на­
личие крупного дреиажно-распределительного устройства, выполняющего ф унк­
ции механического фильтра и защищающего щели среднего дренаж а от засорения
мелочью во время взрыхления.
где
278
рис. V .1 4 . П ринципиальная схема устан овки полного химического обессоливания воды :
/ — Н-катионитовый фильтр I ступени; 2 — анионнтовый фильтр I ступени, з а гр у ж е н ­
ный слабоосновным анионитом; 3 — Н -катионитовый фильтр II ступени; 4 — декарбоиизатор; 5 — вентилятор; 6 — бак; 7 — насос; 8 — анионитовый фильтр II ступени, з а ­
груж енны й сильным анионитом; 9 — П -катионитовый фильтр III ступени; 10 — аниони­
товый фильтр III ступени
Основные параметры и особенности работы фильтров:
скорость фильтрации с сульфоуглем — 10—20 м/г;
направление обрабатываемой воды — сверху вниз;
пропуск регенерационного раствора — снизу вверх;
удельный расход кислот — 55—60 г/'г-экв;
отмывка фильтра от продуктов регенерации — Н-катионированной водой со
скоростью 10 м/г.
С целью снижения затр ат на очистку широко используют схемы т а к назы ­
ваемого частичного обессоливания которые включают в себя полную очистку
части воды с последующим смешением обессоленной с минерализованной водой
в пропорциях, обеспечивающих заданное (требуемое) качество воды по содерж а­
нию минеральных примесей.
Д л я воды (% ), подлежащей обессоливанию,
Q = ctj — а 3 1 0 0 ,
(V .38)
где а г — содержание солей в исходной воде, мг/л; сс2 — содержание солей в сме­
шанной (очищенной до требуемых кондиций), мг/л; сс3 — содержание в обессолен­
ной воде, мг/л.
Снижение жесткости воды осущ ествляется ионообменным способом, кипя­
чением и добавлением реагентов. Ионообменный способ ум ягчения воды анало­
гичен ионообменному процессу обессоливания с разницей в том, что процесс
умягчения ведется с использованием катионитовых или анионитовых фильтров
в одну стадию.
Наибольшее распространение д л я очистки воды от солей ж естких получил
катионит — сульф оуголь, обработанный поваренной солью.
При реагентной очистке для умягчения воды от карбонатной жесткости по­
дают известь, от некарбонати ей— соду. Процесс очистки происходит по реак­
циям
С а(Н С 0 3)2 + Са(ОН )2 = 2СаС0 3 + Н 20 ;
Mg(HCO s)2 + Са(ОН )2 = С аС 0 3 + MgCOs + 2Н 20 ;
M gC 03 -|- Са(ОН )2 = СаСО з- f Mg(OH)2.
Сульфаты
кальция
удаляю тся . содой:
С а $ 0 4 + Na2C 0 3 = С аС 0 3 + 2 N aS 0 4.
Сульфаты магния содой не удаляю тся и д л я смягчения магнезиальной жесткости
обязательно добавление извести или сухой щелочи:
M gS 0 4 + N aC 0 3 = MgCOs + Na 2S 0 4;
MgCOs + Ca(OH )2 = C aC 0 3 + Mg (OH)2;
M gC 0 3 + 2NaOH = JWg(OH )2 + Na2C 0 3.
279
Очистка от нефтепродуктов. М азут, керосин, м асла, неидентифицированная
группа углеводородов нефти и их смеси находятся в иерастворенном эм ульги ­
рованном состоянии.
Очистка вод от нефтепродуктов сводится в основном к механическому их
отстаиванию в нефтеловушках, фильтрованию через кварцевы е фильтры. При­
меняют т ак ж е флотацию.
С помощью нефтеловушек содержание нефтепродуктов можно довести до
50—20С мг/л, флотацией можно очистить на 87 95 % , при фильтрации через
кварцевые фильтры содержание м а е м снижается с 36 до 2,1 мг/л.
Д ля очистки от нефтепродуктов, особенно растворимых, используется ме­
тод отстаивания с применением коагул ян тов. Т ак, воды, загрязненные кероси­
ном, очищаются отстаиванием с добавкой коагулянтов (сульф ата ж елеза, извести
или сульфата алюминия) от 5— 10 мг/л до 2 мг /л. Если при этом производить пере­
мешивание воздухом, то концентрация керосина сниж ается на 80—90 % от пер­
воначальной величины.
,
Практически полная очистка вод от керосина может быть достигнута путем
пропускания воды после предварительной очистки через сульфоугольный фильтр
со скоростью 3 м/ч.
Необходимая доза ко агул ян та зависит от pH воды, солевого состава, х а р а к ­
тера растворенных нефтепродуктов и т. д.
Биологическая очистка. О беззараживание сточных вод производится для
уничтожения содержащ ихся в них патогенных микробов и устранения опасности
зараж ения водоема или др уги х источников водоснабжения микробами.
Патогенные микробы не м огут быть полностью удалены ни при отстаивании,
ни при биологической очистке с использованием биологических прудов, микро­
бов и т. д. В сооруж ениях для искусственной биологической очистки (в биофиль­
трах и аэротенках) улавливается от 91 до 98 % таки х бактерий. Действующ ие
«П равила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» требуют,
чтобы любая вода не содерж ала возбудителей заболеваний.
О беззараживание (дезинфекция) вод может производиться различными
способами, но наибольшее распространение получило хлорирование. Действие
хлора заклю чается в окислении. Количество активного хлора, необходимого
д л я обезвреживания, определяется исследованиями.
РАЗДЕЛ VI
ПРОВЕДЕНИЕ
И КРЕПЛЕНИЕ
ВЫРАБОТОК
По своему пространственному положению горные выработки подразделяют на
вертикальны е, горизонтальные и наклонные, а но назначению — на разведочные,
проводимые с целью поисков или детальной разведки месторождения полезных
ископаемых, и эксплуатационные, необходимые при разработке разведанного
месторождения. Последние делят на горно-капитальные, горно-подготовительные
и нарезные.
ГЛ А ВА
П О П ЕРЕЧН Ы Е
СЕЧЕН И Я
1
ГО РН Ы Х
ВЫ РАБО ТО К
Форма поперечного сечения горной выработки зависит от горнотехнических
условий и ее назначения.
Трапециевидное сечение принимают д л я выработок, проходимых в устойчи­
вых породах; кругл ое — при равномерном всестороннем давлении; эллиптическое
с расположением большой осп эллипса вертикально — при преобладающем вер­
тикальном давлении, с расположением большой оси горизонтально — при устойчивых породах кровли и большом горном давлении со стороны боков.
Поперечное сечение ствола определяют графическим способом. На чертеже
в определенном масштабе изображают габариты подъемных сосудов, расстрелов,
лестничного отделения, принятые зазоры м еж ду сосудами и постоянной крепыо
или м еж ду сосудами и армировкой ствола. Трубопроводы д л я водоотлива, сжатого
воздуха и электрические кабели вписывают в свободные промежутки площади
ствола ш ахты.
При определении размеров поперечных сечений стволов учитывают устрой­
ство углубочиого отделения. П редусматривается возможность расположения
подъемных сосудов, необходимых при у гл у б ке ствола, дополнительно к эксп лу­
атируемым или взамен их без значительных изменений в стволе.
Зазоры м еж ду отдельными элементами вертикального ствола должны соот­
ветствовать ЕПБ (табл. V I. 1)
Лестничное отделение в подъемных стволах ш ахт должно быть устроено
та к , чтобы доступ к нему из выработок околоствольного двора не был затруднен.
В стволах, закрепленных деревянной крепыо, применяют лестницы, изготовлен­
ные из брусьев. В стволах, закрепленных каменной крепью, применяют металли­
ческие лестницы, изготовленные из уголковой или полосовой стали. Лестницы
должны быть прочными, устойчиво закреплены и расположены так, чтобы не
находились над отверстием нижнего полка. Они должны устанавливаться с на­
клоном не более 80°. Над устьем ствола и над каж ды м полком в стзоле лестницы
должны вы ступать на 1 м или ж е над отверстием полка в крепь ствола должны
быть прочно заделаны металлические скобы, внутренняя сторона которых дол­
ж н а отстоять на расстоянии 0,04 м. Расстояние м еж ду скобами не должно пре­
вышать 0,4 м.
Д л я обеспечения свободного передвижения спасательных команд в респирато­
рах необходимо, чтобы:
свободные размеры лазов по длине лестницы были не менее 0,7, а по ши­
рине — не менее 0 ,6 м;
расстояние от основания лестницы до крепи ствола было не менее 0 ,6 м;
расстояние м еж ду полками не превышало 8 м.
Графическим построением определяют диаметр круглого ствола или попереч­
ные размеры прямоугольного ствола в свету.
Размеры ствола в проходке устанавливаю т после прибавления к размерам
в свету толщины крепи выработки, определяемой расчетом.
281
\о
*г
та
проводниках
я
J
2 о
o sgО ,-м
' та С
c oЛ gгл ■
С
О
«о й У
та о - S
к IО С—
м \о
я
та
о *Ej. о
Си С О
кО " о
о о >,’ еНу и
нJ н
<
£ и
О <
о
н о
Х|
о 2. оidо С
с С в 5 оО
н
2
СУ
<
и
<U
С
При
асч.г
—м «з
двумя движусосудами
200
о
о
о)
28 2
и ~
§ *
з §
§й- §§
та
си*►^1
~ к
-»<3о
►
<
а
CQ
Между
щимися
О
о Си
а. с
| I со
ООО
3 Я a
о? Я О
Жа.
к я
О
э* О, 5:
к g $
ч &5
- >» *
г g *
^
о
< я ч
г о
,
Й
£ §§
*О £
п кs
о
1 § с
g о 3
(D h s
Я
Я я
та
*
*а=С
PQ
•к
к
X 'О я
I О
ХБО
К
та д
^я Sо «з
w
СО с
и й
О
г: д Он
Си
с?
„
й
к а2 о
о
Н
подъемными сорасстрел отсут-
<L>
btf
f( £
%S
2|< >,
о
Между
судами
стеует
Допускаемые зазоры между максимально выступающими
и расстрелами в стволах вертикальных ш ахт
частями
f:
с '
Д еревянная, бетонная
кирпичная, тюбинговая
«?. 5е 5?-
подъемных
сосудов, крепью
жестких
ь~ 0J
О s®
г= Я
С* ^ та ж
о ко
я vo
с К( Й*
я са
>> О
* g & О у
о «
а> та О S
М
(D
£
*5- О
*C
мQЙ О О * = О я
О
5
аОпх ч
о та й 53
е>>о
н й
о с: ао s2 S са
О о
та
о.
_ та >■, о- а>«
~ с
CQ сх о та «я о- <
СЗ
Н
>>I
I Я £
оЯ 33 £
O
ОVC
rt’ rf
О- >> fо о;
£ S %
о
2
..2 *
§- Я
Г
О
Kf О
•• £
Щ:
*5
^
я
s
соО
2 } i«
:
Ыj
О
§■о
с «
>. s
0 -3 H
■
С u оKJ
3: Я
С b
H _
Я ^ d>
* g 5
s §
Bt ° !J
f^
н я
CU
CQ
О
К
Я
>>
Q_ О о
E 3 CO
* о| Ёja
То я х о « то о о 5
о - а . я > .j j у > ,
5 *< I
8 с ^
СО
5- Я §.
О- S
— «
с_ >»
:
то о 2> ., а*
Н Я £ О я <з :|
со
ТОЯ
и
UO Й
я
S3
Я ^ &
Ч ^Г
Я 5Я
CD ч - 1 2
н ^§ Й
о
«
g Я ТО *< *=С к , то
0 ,S
& g £ g
о я
я £ ч я я
Q^,У
О “3л оК
л 5 >>** ■C
са >> оо
са
со — сз CU /■*1 ^ то
I е0« О
s о
2 К 5J
я я 5
£ о.
я ^ * са
я
то *3
& Ёо *15 У
я — *
0 5 то
Sн
!§
!о
=э
■X
1я
CUVO
н ОаО г
X CU
то я
С Ч
1 Н
х«
S’ 5
о
О
cq
o
;л X
»: сх
s gS
:
о о .:
? С
Я Г*
о
о
»о
, о.
K>1
s l)M
*-J £
TO
: * .
Iс !
о '
У
л s то
^ =ос о
CQ £
>;, CQ С<
о о
То Ом
си я
2
^ я ^
? 3 о
^ >,ч
'• «
СО c f Р
*.. то я ^ тно
^<
L>
Си х
Т
ОО
cQ 2
tr(
J>. О
ОзЯО я
(<ю О
о Си я о s
н я си то
ООО
tr. >1 Ч я ч
Йо ч ^
о.=
S^2 ^ ■=*Я
»%
sS
§
Я к Ой
в IЯ'S-v „g
^ Пя
£^
;
3 S * я <
>,Э
“
§■
^ о
[5, я£ то
£=я
с.
J - О о о.
*< i£j О & X
* «
а » *-
8 I
К
ГС
О
с.
о
н
Си
г—
■,_« 0О
С
—
I
0-5
О О я
Ж
о
Ч
о
с
о
О ТО СО
>
1 0 .0
CQ
£
!<
Я
05
35
' ТО
Ь с Ч й [--
<, я
о о
я я
ТО
^>2 о S lo
s £
**—
: §О
~ CQ
„О
3 ^
О
Й
о
sя S
то я - я
С.Э s
2 ^
л „
:« £
о
н
S
то
сияя<L> 5&
СD 5StJ В
3
° 2
д Ч
С
о х
- o n
AG O
2ялоо aо
g СО«I
о. СиЯ то
О ч с
*4 о н о
5
° а
&
я
я
я
§*5
О)
*
о
Н*
28 3
3"
s*i
те
0 те
V
“>
те! о
я S
I1 с§
Я
н
<у
СУ
с
<5«
о
с-
ж
ч
о
ч
<1. Я
н
2
сх\о
о
ГО
те- $
о
—
Н*—
’
су
о
о
\и
8
О-,
.»- О«
5*
£> 0
СО)
ж
+
1 ,н
+ н-75
1 СУ
« *
о
•о ^СУ о
СУ°1
*
ю
—
<м ,
яs S5g«.
5
чл
J2 «у
сч Х СУ
II
<
s «
S ° = (
те
£ VS
~ C
оQ %
К
2^
<- о О
ъ
я ч p gg« J?
5 з* a*
F—
о
е- ^ те о те я те
'•о
о
>* 3
^о £я
з
о
ч
-Д
5S о
^ £ р-
vc а Э-& о с о
я
те _ яя<у яся сс.
те
0 ^ 0 са
о с
аЗ * и
я оо' 5S о >-.
й
£» те
35
So*
5< 10о 22
О
о
они
о те са
к & я§
4> Е
2- \о
о са
о
О с: с
о
я
г-н
s =§
я
2 § 2 а
ь g
5
58§
к к
§*1 °v eg
я сз
о
g
Оч
о - £«
vo
О. К (У
2 яя vo
Я
те
о2 яте
яя \о
-C
оQ
C
n R tn
а<у ж
те я
О. ЕГVяC
^й *Я
+
к я
я
*S
о
о
* *С
►
. S
° я2
са
о- о
О
С
о
^
284
sQQ5О
К О
О г?
о я
-о ?
A JQ 'О
5
РЭ
Xя
<У й
«
<&_ L
f>« О
2 х
Я
£• >
я>
|2
* 2
Ж *
оо
о
я яи;
|3
S
я <
^
5
<1
О. Я о.
я» VЯ
DtЯ
Sр
_г оtЯ
\Q
РЯ
Я SS
,Х
СЛЯ
Я
ОЯте
Д}
Ся
P'l СЗ '■
^ >■•
£
8 с§
< О
О ^ iS
3 § G
!&8
я
rQ X
а
« я по £а
с и
к л g S s s
i f f Iс > . ~
2
5 g 00 §
S a
o>
S
a
i 8 x о s
о то *
=t :
CU S o fo
to ■
* =5§
3
ю
a 2
S"
2 a 3
о а_ T<
-* u
ca
сa x cq
я о со
T
O
g
O
Q,
OTO
s о
2 о»r- O N 00 %Ш с a о ^
с а
О
О
<L> СП -5 СО Г ?
* 5
04
.1
•A |
<
F- 1
O’ I
a
<S§
ь>
Q*
о
о
я ^
5
aФ с*
3 a
s s<5
о я
t< a
О
Г5 CU
00 *
Оо
Ою
а со
а
5
ТО 1
g н
| то а з
* а
а ~ о
3 3
s L2
са са а£r о
со
о г>N
—су
О
с_ <
-у
ТО ►
г ю
о<м
Си
vo 0
2 %
к а
*=с
я :
^
й £
s
О о
а я
гч 33 а я си S
я
О £
Й о то
со Н %
ТО*~л о о СО < о
а ю то >.ю
rovo
<
СО
8 -|сч 1
к х
О
w 3Н
6 а,
Ч Sц;
^
К V?
?>->sо
И
^ X
Sса и:>>
* R
й-g
о
Я
а
О- с ,
& 'о
2
vo
3
3
х
~ sй со
*< 5 со
а )И о а
53
8
a s I s TO
а Я §
a
тото
О СГ
ьа- а~ »я
о
8 - *
I Iе* q£
&
*
>j “
К со
s 2
*4 e[
*
О h
О
£>то *:
*<L> SCJ f l
^
<
О О
о с
р п( 2
£? £
=
о <
к
и
^*> 33
285
Площадь поперечного сечения ствола в свету, определенная в результате
графического построения, проверяется на пропускную способность воздуха, по­
даваемого в ш ахту.
Скорость движ ения струи регламентируется ЕПБ; она не долж на превышать:
в стволах, по которым производится спуск и подъем людей и грузов, —
8 м/с;
в стволах, служ ащ их только для подъема и сп уска гр у з а , — 12 м/с;
в вентиляционных стволах, не оборудованных подъемами, а т а к ж е р венти­
ляционных кан ал ах — 15 м/с.
Площадь армировки со ставляет около 12 % площади поперечного сечения
ствола в свету. Свободная площадь ствола для прохода воздуха
S B = 0 ,8 8 3 S C,
где S c — сечение ствола в свету, м2.
(V I .1)
Скорость движ ения воздуха в стволе
v __ _Qmax_ ^
(у12)
где Qniax — максимальное количество воздуха, поступающего в ствол.
Полученная расчетным путем скорость движения воздуха не долж на пре­
вышать скорость движ ения струи, регламентируемой ЕПБ. В противном случае
должны быть увеличены размеры поперечного сечения ствола.
Поперечные сечения стволов ш ахт в горнорудной промышленности унифи­
цированы. Гипроцветмет разработал 21 тип стзолов д л я ш ахт годовой производ­
ственной мощностью 30— 1500 тыс. т и пять типов вентиляционных стволов
(см. табл. IV.7).
Поперечное сечение горизонтальной выработки определяют графическим
способом с учетом максимальных габаритов по ширине и высоте подвижного соста­
ва и минимальных зазоров, установленных правилами безопасности.
Все горизонтальные выработки, по которым производится транспортирование
грузов, должны иметь определенные зазоры меж ду крепью или боками, а такж е
размещенным в них оборудованием и наиболее выступающей кромкой габарита
подвижного состава.
При рельсовом транспорте зазор д л я прохода людей с одной стороны должен
быть 0,7 м, а с другой — не менее 0,2 5 м при деревянной и металлической крепях
и 0,2 м при бетонной, набрызгбетонной и штанговой кр еп ях. Высота свободного
прохода долж на быть не менее 1,8 м.
Ширина м еж дуп утья долж на быть такой, чтобы зазор м еж ду встречными
электровозами по наиболее выступающей кромке габарита был не менее 0,2 м.
На закр угл ен и ях величина зазора м еж ду подвижным составом и крепью
с внешней стороны, а т а к ж е м еж ду осями путей долж на быть увеличена в зави­
симости от ради уса кривой с тем, чтобы при любом положении подвижного состава
были выдержаны указанн ы е выше зазоры.
В д вухп утевы х вы работках в м естах, где производится сцепка и расцепка
вагонеток, расстояние от крепи до наиболее выступающей кромки габарита под­
вижного состава должно быть по 0 ,7 м с обгих сторон.
В местах посадки людей в пассаж ирские поезда по длине поезда должен
быть свободный проход шириной не менее 1 м м еж ду крепью и наиболее вы ­
ступающими частями поезда.
Высота подвески контактного провода электровозной откатки должна быть
не ниже 1,8 м от головки рельса, а в околсствольном дворе не менее 2,2 м.
При использовании самоходного оборудования зазоры м еж ду подвижным
составом и боками выработок должны приниматься в зависимости от назначения
выработок и скорости передвижения машин:
в вы работках, предназначенных для транспортирования руды и сообщения
с очистными забоями, должны приниматься зазоры м еж ду наиболее выступающей
частью транспортного средства и стенкой выработки или размещенным в выработке
оборудованием 1,2 м со стороны прохода для людей и 0 ,5 м с противоположной
стороны. При устройстве пешеходной дорожки высотой 0,3 м и шириной 0,8 м
28 6
Рис. V I. 1. К он структивн ы е размеры поперечного сечения вы работки, закрепленной^дерсвянной крепью:
а — однопутной; б — двухпутн ой
или устройстве ниш через 25 м зазор со стороны свободного прохода для людей
может быть уменьшен до 1 м. Ниши при их устройстве должны иметь высоту 1,8 м,
ширину 1,2 м, глубину 0 ,7 м;
в погрузочно-доставочных выработках очистных блоков, предназначенных
для погрузки руды и доставки ее к транспортной выработке, в вы работках, на­
ходящ ихся в проходке, а т ак ж е в подэтажных вы работках, предназначенных для
бурения шпуров и скваж ин в очистных забо ях, при скорости движения машин,
не превышающей 10 км/ч, и при исключении возможности нахождения в таких
выработках людей, не связанных с работой машин, должны приниматься зазоры
не менее 500 мм с каждой стороны;
в доставочных вы работках, предназначенных д л я доставки в очистные блоки
оборудования, материалов и людей, при скорости движ ения машин свыше 10 км/ч,
Должны приниматься зазоры:
287
Рис. V I.2. К он структивн ы е размеры поперечного сечения вы работки, закрепленной б е­
тонной крепью:
а — однопутной; б — двухпутн ой
Таблица
V I.2
Конструктивные размеры поперечного сечения выработок трапециевидной
формы, закрепленных деревом (см. рис. VI. 1)
*
Наименование разм ера
Высота электровоза от уровня головки рель­
сов
Высота выработки от головки рельсов до
всрхн яка
Высота балластного слоя
Высота от балластного слоя до головки
рельсов
Высота выработки от балласта до вер хн яка
Высота выработки от подошвы до вер хн яка
Высота выработки в проходке от подошвы
до кровли
Ширина однопутевой выработки в свету
Ширина двухпутевой выработки в свету
Угол наклона стоек
Ширина выработки в свету по кровле
Ширина выработки в свету по балласту
Расстояние от оси пути до стоек крепи на
подошве
Длина верхн яка
Округление до стандартной длины леса
Ширина выработки по кровле в проходке
Ширина выработки по подошве в проходке:
однопутевой
двухпутевой
Длина стойки
1
Обозначения и соотношения
размеров
h
hi
/l|3
ha
h% —
b
— h2 -}- ha — /ij
hв
h t — /i3 4 - d '( - 5 0 f- 100
В — a -р с
В — a -|- b -\- с
a = 80°
— B —2 (h i — h) ctg a
h~= a-\~ (h h h B) ctg a
== L-j -j- 2 d
A
/j - L,j + 2d f
/3
100
/4 = L-0 -|- Lq --J- 2d
100
/4 == L,z -j—/ c + b - f 2d -I- 100
L= —
sin a
. + 330 + Д
/1 + h
Площадь сечения выработки в свету
То ж е, в проходке
5• np
Периметр выработки
P — li
288
Д
/3 + /4
+ /2 +
/i4
2 h2
sin a
Таблица
V I.3
Конструктивные размеры поперечного сечения выработок,
закрепленных бетонной крепью (см. рис. V I .2 и рис. V I.3)
Н аи м ен о ван и е р а зм ер а
Обозначении и соотношения
размеров
Высота электровоза от головки рельсов
Высота стенки выработки о~ головки рель-
сов
Высота балластного слоя
Высота от балластного слоя до головки
рельсов
Высота от почвы выработки до головки
рельсов
Высота стенки выработки от балласта
Высота стенки от почвы выработки
Высота подвески контактного провода от
уровня головки рельсов
hB
Ла -}-
h‘2 — h ^—
j—
hs = h2 -j- h(y —
him
hn
То ж е, / > 1 2 при набрызгбетонной и / > 9
при штанговой и комбинированной крепях
и
B
h0 — —
П роектная высота выработки в проходке
при бетонной крепи
То ж е, при набрызгбетонной, штанговой и
комбинированной крепях
Ширина электровоза
Минимально допустимый проход на высоте
1800 мм от уровня балластного слоя
Зазор м еж ду стенкой и габаритом подвиж­
ного состава
Ширина однопутевой выработки в свету
Ширина двухпутевой выработки в свету .
Р асчетная толщина стен выработки
П роектная ширина выработки в проходке
при бетонной крепи
То ж е, при набрызгбетонной, штанговой и
комбинированной крепях
Р адиус сьода при коробовом очертании
Р ади ус боковых д уг коробового свода
Р ади ус свода при полуциркульном очерта­
нии
Сечение выработки в свету при коробовом
своде
Сечение выработки в свету при полуцир­
кульном своде
Периметр выработки в свету при коробовом
своде
Периметр выработки в свету при полуцир­
кульном своде
П роектная площадь сечения фундамента при
креплении стен бетоном
Ю п/р В, А . Гребеню ка и др .
И ~ h%
h%
-J- h-в
В
Высота коробового свода при бетонной кре­
пи
—
h (5
h0 -J- do
И = Ад 4 - h 0 + 50
A
n
m
В — a -\- с или В =* tn -f- A + n
B ~ a b \- с или В = m 4 A 4
+ n
T
Bx= В + 2T
B1 == В 4 1 0 0 + 2 T
R - 0,692 В
r = 0 ,2 6 2 5
R = C,5 В
S cb = В (h2 + 0,26 B)
S c в = В (h2 + 0,3 9 B)
P Cb = 2 / ^ 4- 2,3 3 В
P CB = 2 h2 f 2,57 В
$ф - 0 ,7 5 7
289
по 600 мм с каждой стороны при ис­
ключении случаев передвижения людей
пешком;
1200 мм со стороны прохода д л я людей
и 500 мм с другой стороны, когда передви­
жение людей пешком не исклю чается.
Площадь поперечного сечения гори­
зонтальных горных выработок определя­
ется по соотношениям принятых и доп у­
стимых размеров (рис. V I. 1, V I.2, V I .3;
табл. V I.2; V I.3) и проверяется на ско ­
рость движения струи во зд ух а, которая
не должна превыш ать:
в квер ш лагах, вентиляционных и
главных откаточных ш треках, кап и тал ь­
ных уклонах — 8 м/с;
Рис.~ V I.3. К онструктивны е размеры
в очистных и подготовительных вы ­
поперечного сечения вы р аб о тки ,закр еп ­
ленной бетоном, для однорядного дви ­
работках — 4 м/с.
ж ения самоходных машин
Минимальные площади поперечных
сечений выработок в свету регламенти­
рованы ЕПБ и должны быть:
а) д л я откаточных и главных вентиляционных выработок не менее 4 м2
при деревянной и металлической креп ях и не менее 3 ,5 м2 при бетонной, набрызгбетонной и штанговой креп ях при высоте этих выработок в свету не менее 2 м
от головки рельсов;
б) для вентиляционных и промежуточных штреков не менее 3 м2 при высоте
этих выработок в свету не менее 1,8 м;
в) д л я вентиляционных восстающих и сбоек — не менее 1,5 м2.
ГЛАВА 2
ПРОВЕДЕНИЕ
ВЫРАБОТОК
§ 99. Проведение горизонтальных выработок
В породах, допускаю щих обнажения в течение нескольких часов, д л я прове­
дения выработок обычно применяется буровзрывной способ, в котором основ­
ными процессами являю тся бурение шпуров, их зар яж ан и е и взры вание, провет­
ривание и затем приведение забоя в безопасное состояние, погрузка горной массы
и возведение крепи.
Д л я бурения шпуров используют ручные перфораторы с пневмоподдержкой
или самоходные бурильные установки.
Диаметр шпуров изменяется от 32 до 45 мм. Схему распол ож ения ш пуров в
забое (рис. V I.4) выбирают в зависимости от крепости пород, поперечного сечения
выработки, числа обнаженных поверхностей и применяемого бурового оборудо­
вания. Ш пуры в комплекте д ел ятся на врубозые (рис. V I.5), отбойные и оконтуривающие. В рубовые шпуры предназначены для образования дополнительных об­
нажений пород в забое за счет их частичного разруш ения и выброса. Отбойными
шпурами разруш аю т основную массу породы, а оконтуривающими доводят се­
чение выработки до проектных размеров и формы.
Прямые врубы дают возможность применять более глубокие шпуры (2,5 —
4 ,0 м) д аж е в крепких и вязк и х породах.
Г лубина ш пуров определяется из ком глекса условий выполнения работ
проходческого цикла:
Тц — (А ^ зар + ^пр)
N
г)5'ф sin а
Лмуб '
Р погр
290
(V I .3)
7
г
-J----------1
1
1 -----------fc— 2=
• * • • »
»
9
€ *
л
к—
ш
'П
19
г
Г
1О
«
*
©\
Сй - А
•
«
о■
о\
Рис. V I .4. Схемы расположения шпуров:
а — с прямым спиральным врубом; б — с прямым призматическим врубом; в, д — с кл и ­
новым врубом; г — с наклонным врубом; е — с призматическим врубом и передовой с к в а ­
жиной
где 7ц — продолжительность цикла; N — число шпуров в забое; пм — число
бурильных машин; vq — скорость бурения шпура; Nx — число шпуров на одного
заряжающего; ^зар — время заряжания одного шпура; /Пр — продолжитель­
ность взрывания и проветривания забоя; т] — коэффициент использования шпура;
5 — площадь поперечного сечения выработки; ф — коэффициент совмещения
уборки и бурения (при отсутствии совмещения (р = 1); ос — угол наклона шпуров
к плоскости забоя; Рцогр — производительность погрузочной машины.
10*
291
1
• •
о
• •
ГоТ
6
5
4
3
2
•
W
К '
V
7
10 .
9
•
о .
•
о
•
• 0 •
• •
14
13
•
о
•
•
0 0
•
21
20
• 0 •
о
о
• о •
о
о «о
•
0
25
27
26
о о# о
•0 •
о• о
• • •
о• о
32
о •
о
• о
о
о •
о о
о • о
Оо
о
о• о
ООО
гг
28
23
0 » О
00
♦• о
0
• • 0
40
39
•
-
8 -
о •
• • •
о • о• 0* о
• 0
4/
420 * 0 #
47
о
0*0
• 0•
36
• ООО*
оО•О•Оо
45
•
—•
•—
•
24
• 0•
«З^ • • о
о о
•0 •
°г
•о
« - о -
о
•• •
•0•
о• •
о
30
• 0
0 о
о •
0*0
34
оо
•0•
ООО
ООО
О0'
О 0
33
18
ООО
•
Оо
• О0 9
0 * 0
• о•
ООО
•0 •
38
22
о
•••
0
•
• о° .
#0 *
• о •
.
• 0 •
•
• 0 •
17
16
0 о
0
о• о
•
о
12
11
• о•
• о•
•
•
15 .
°# °
13.
•
т Г Т
0 • 0 *0 * 0
А * 1
0
•
0
•
0
*0
о •
*0
0 •
*0
т
ж
о <о 0 0> 0
• 0*0
0• о •
• 0*0
0* 0 #
48
V o /
0*0
i
Рис. V I.5. Схемы расположения врубовы х шпуров:
1 —42 — прямые врубы ; 4 3 —48 — комбинированные врубы
Д ля самоходных бурильных установок наименьшая трудоемкость проведения
выработки достигается при глубине шпуров 2 , 1—3 ,6 м.
В забое с неустойчивыми породами глубина шпуров не долж на превыш ать
величины допустимого обнажения пород:
/о = (0,5-г-0,9) В,
(V I.4)
где В — ширина выработки.
Ориентировочное число шпуров на забой определяют по формуле
ЛI —
S
1
a Adn
(V I .5)
где в — удельный расход В В на 1 м3; а — коэффициент заполнения ш пура по
длине (а = 0,5-г-0,8); Д — плотность В В ; d n — диаметр зарядов.
Окончательно число шпуров на забой устан авли вается путем проведения
опытных взрывов.
29 2
Буровзрывной способ разрушения породы должен обеспечивать заданные
размеры и форму поперечного сечения выработки, равномерное дробление по­
роды, сосредоточенный отбрсс породы от забо я, высокий КИШ. Выполнение этих
условий во многом зависит от типа применяемого В В , величины и конструкции
зар яд а.
Тип ВВ зависит от конкретных горно-геологических условий. Удельный
расход ВВ (кг/м3) принимают по данным практики или ориентировочно определяют
по формуле Н. М. Покровского
= ¥ i¥ .
(V I. 6 )
где
— коэффициент взрываемости, равный 0 , 1/; S x — коэффициент структуры
породы (для различных пород имеет следующие значения: вязки е, уп р уги е и по­
ристые — 2 , 0 ; дислоцированные с неправильным залеганием и мелкой трещино­
ватостью — 1,4; сланцевые с меняющейся крепостью и напластованием, перпен­
дикулярны м к направлению ш пура — 1,3; массивные х р у п к и е — 1,1; мелко­
слоистые — 0 , 8 ); Vi— коэффициент заж и м а, учитывающий глубину комплекта
шпуров /ш и площадь забоя выработки вчерне S B4.
При одной обнаженной поверхности
*1= 17= ^V ^ВЧ
(V I .7)
При д в у х обнаженных поверхностях v x = 1,2— 1,5.
е — коэффициент работоспособности В В.
e=
(VI •«)
где р — работоспособность применяемого В В , см3.
Расход В В (кг) за цикл
Qbb = ‘Т'вв-^ш
( V I . 9)
где Vn — объем отбиваемой в массиве породы за цикл, м3.
Среднюю величину зар яд а в шпуре определяют к а к частное от деления р ас­
хода ВВ за цикл на общее число шпуров. Величина зар яда в отдельных ш пурах
уточняется с учетом их назначения и длины. Д л я врубовых шпуров ее принимают
на 15—20 % больше средней величины за р яд а, для отбойных — на 10— 15 %
меньше или равной средней величине зар яд а.
В каж дом ш пуре должно размещ аться целое число патронов В В. Д лина зар яда
проверяется по заполнению шпуров:
^зар <
Если длина зарядов не соответствует требованиям заполнепия ш пуров, то
необходимо увеличить число шпуров. При этом уточненный общий расход ВВ
на цикл составит
Qb b общ = ^ВВ^вр + ^отэ^отб»
( V I . Ю)
где дВр — величина зар яд а во врубовом шпуре; я вр — число врубовых ш пуров;
<?отб — величина за р яд а в отбойном шпуре; n 0TQ — число отбойных ш пуров,
вклю чая оконтуривающие.
Д л я создания нормальных условий работы проходчиков выработка на всем
протяжении долж на проветриваться свежей струей с таким расчетом, чтобы
воздух у забоя содержал не менее 20 % кислорода и не более 0 ,5 % у гл е ­
кислого газа.
После проветривания забоя и приведения его в безопасное состояние при­
ступают к погрузке отбитой горной массы.
Тип погрузочной машины зависит от крепости и абразивности подлежащей
погрузке породы, размеров поперечного сечения выработки, вида применяемой
293
Рис. V I.6. Схемы обмена вагонеток о д вухп утн ы х вы работках при помощи:
а — врезной маневровой плиты; 6 — перекатной платформы; в— плиты-съезда; г
вейера
Рис. V I.7. Схемы обмена вагонеток в однопутных вы работках при помощи:
а — накладной стрелкн-разминовки; б — замкнутой разминовки; в — тупиковой разми*
новки
Т а бл и ц а
V I.4
(ехнико-экономические показатели проведения выработок
с использованием комплексов ПК-5, ПК - 6 и ПК-9
Сечение выработки, м2
6,0
П оказатели
ПК-5
-Месячная скорость п роведения, м:
з а 30 рабочих дней в 4-смен ном
р еж и м е
за 25 рабочих дней в 3-еменном
реж им е
П одвигание заб о я з а ц и к л ,м
Число ци клов в см ен у
Ч исло ш пуров в ко м п л екте
Г луби н а ш п уров, м
Объем взорванной горной м ассы , м®
Ч исло забойны х рабочих в ззене
в том числе проходчиков
С м ен н ая производительность т р у д а ,
.,3..
м
забойного рабочего
проходчика
9,0 и выш е
ПК-6
ПК-5
ПК-9
G30
757
540
900
400
473
330
56 2
1.5
3 .5
19
1,8
13.5
10
5
1,8
3 : 5
18
2 ,0
16,8
8
5
1,8
2,5
34
2,1
32
13
8
2 ,5
3
28
2 ,8
36
10
7
3 ,5 5
6 ,3
4,9
7,8
4,0
6,5
7 ,2
10,3
эн ер ги и , а производительность п огрузочной маш ины от ф и зи ко -м ехан ич ески х
свой ств породы, кр уп н о сти к у с к о в , ви да тран сп ор та и о рган и зац ии м ан евр о в по
обмену гр у ж е н ы х ваго н ето к.
Д л я сокращ ен и я з а т р а т времени на обмен ваго н ето к в вы р аб о тках п рим ен яю т
обменные устр о й ства (ри с. V I .6, V I .7).
Н аи более эффективным я з л я е т с я обмен ваго н е то к со ставам и , эазм ещ аем ы м и
при з а г р у з к е под п е р е гр у ж ате л я м и . В этом с л у ч а е потери врем ени, с в я з а н н ы е
с обменом ваго н ето к, сво д ятся к м и н и м ум у.
Н аибольш ее распространение получил п е р е гр у ж а т е л ь ПСК-1 на б азе ходо­
вой части погрузочной маш ины П П Н -1с.
Прием всей породы, отбиваемой за ц и кл , обеспечиваю т б ун к ер -п о е зд а , но
они не получили ш ирокого р асп ростран ен и я и з-за ко н стр укти вн ы х н ед о статк о в .
В н асто ящ ее вр ем я их вы теснили проходчески е ваго н ы ти па В П К -7 и В П К -Ю .
В аго н ы В П К м о гут и сп о л ьзо ваться в кач е ст ве п ерегруж аю щ его ко н в е й ер а ,
з а г р у ж а т ь с я и п ерем ещ аться по кри воли н ей н ы м у ч а с т к а м с р ади усом 12 м.
С кр еб ко вы й конвейер в днищ е ваго н а обеспечивает быструю р а з г р у з к у .
И н сти тут Г и п рон и кель дал обоснование применению ко м п лексов (н або ро в)
п р оходч ески х маш ин д л я скоростного п р оведен и я го ри зон тальн ы х го р н ы х в ы ­
р аботок на р у д н и к ах цветной м е тал л у р ги и (таб л . V I .4).
Комплекс ПК-5 (ри с. V I .8) д л я п р оведен и я вы р аб ото к сечением более 5 ,2 м2
состоит из погрузочной маш ины П П Н -1с (П М Л -5) и п роходчески х вагон ов В П К -7 ,
В П К -10.
В со став зве н а забойн ы х рабочих из 10 ч ел. в х о д я т 5 п роходчиков, 1 в з р ы в ­
ни к, 2 всп о м огател ьн ы х рабочих и 2 маш иниста эл ек тр о во за. Ш пуры д и ам етр о м
40—45 мм б у р я т перф ораторами П Р -2 5 Л У , горную м а с су г р у з я т маш иной ти па
П П Н - l c или П М Л в проходческий ваго н . Ч исло ваго н о в о п р едел яется объемом
горной м ассы , отбиваемой за ц и кл .
Комплекс ПК-6 (ри с. V I .9 ). Ш пуры б у р я т д в у м я маш инами вр а щ а т ел ь н о ­
уд ар н о го д ей стви я ти па Б ГА -1м , устан о влен н ы м и на м ан и п ул ято р ах п о гр узо ч н о й
маш ины . Рабочий о р ган маш ины вы полнен в ви де нагребаю щ их л а п .
29 5
и г
TZT
CM lf>
<Nj <N
M ' N l ^ t S j ^ h CNJCO Co t n
K.
XV.
1
'I
I
!
|
C\j
I»
5 5°
!•*
i ’g
||
C\J
J
|f
if
Is
I
H
H
I
Й5».
ll
III!
u r n
tN
*5 N (S
$3
f>,
<§
wtu
CNJ
§4,
i
v3
R t§ l
«а
*
«а
$
<S>
Сз
и
<М
*
с
I £
ft?
Сса
г*ч
^ Ъ
CQ
<b Ch ^ ^ ^ ^ V v^C j^CvJ V4 ^ <h ^ <\j
х
^ Д.
*Ъ
к ^
$*§■§ C\]C\] <IMCM ^I <0 CvaCfcCM^ <INCsjt^iC^CNj <b
l§ g §
I
^3
§
§v
Is
1t* .*
5а
*
И
*3
ч
*lj
1
§ 111! I
§
N S ^
<K
I*§
&
Cjj £
cS
§
II
^ s*
Cs>N,
§ §
^ C5
tl
1*-%
4> s §
1^
§
Q° 2 ^ $ S
*3
?§is J g H I I lt
S3
ь-ч и ш »
co^ C^4n ^
298
§&
Б ур о п о гр узо ч н ая маш и ­
на обеспечи вает н о рм альн ы е
у сл о в и я работы в вы р аб о тках
сечением 6 м2 и более.
Т ех н и ч еская п роизводи­
тел ьн о сть п о гр у зк и и б у р е ­
н и я б уропогрузочн ой м аш и ­
ны зн ачи тельно п ревосходи т
п рои зводи тельн ость о б о р уд о ­
в а н и я ко м п л екса П К -5.
В со став звен а забойны х
рабочих в х о д я т 8 ч ел . —
5 п р оходч и ко в, 1 взр ы вн и к
и 2 рабочих на тран сп ор те.
Д л я веден и я вы р аб ото к
сечением д о 9 м2 с м есячны ми
ско р о стям и 650 и 400 м соо т­
ветствен н о в 4-смен ном р е ­
ж и м е при 30 рабочих д н я х
и 3-сменном при 25 рабочих
д н я х на А чисайском ко м б и н а­
те прим еняю т м одернизиро­
ван н ую п огр узо ч ную м аш и н у
Г1МЛ-5 (П П Н - lc ) и оборудо­
ван и е д л я обмена ваго н ето к.
Д л я проведен и я вы р аб о ­
т о к сечением 9 ,6 2 м2 и вы ш е с
месячны ми ско ро стям и 970 м и
600 м соответственно в 4-см ен ном р еж и м е при 30 рабочих
д н я х и 3-сменном при 25 р а ­
бочих д н я х использую т модер­
низированную погрузочную
маш ину П Н Б -З К и секц и о н ­
ный п е р е гр у ж а т е л ь или п ро­
хо дч ески е ваго н ы В П К .
Комплекс ПК-9 вк л ю ч а ­
ет буропогрузочн ую м аш ину
с нагребаю щ ими л ап ам и и
четы рьм я бурильны ми го л о в­
кам и . П л ан о вая ц и кл о гр ам м а
проведен и я вы р аб отки (ри с.
V I. 10) п р ед усм атр и вает в ы ­
полнение тр ех ц иклов в см е­
н у при п одвнгаинн заб о я
з а ц и кл на 2 ,5 м, что обес­
п ечи вает п одви ган и е забо я
со скоростью 900 м/мес.
Д оставка тяж елы х гр у ­
зо в , у к л а д к а р ел ьсо вы х п у ­
тей и н а ве с к а тр уб о п р о во ­
д о в п рои зводи тся с помощью
к р а н а К Р С -3.
В с в я з и с расш ирением
в ы п у с к а самоходной техн и ки
д л я п р оведен и я го р и зо н тал ь­
ны х и слаб о н акл он н ы х в ы ­
р аботок намечены к прим е­
нению ко м п лексы из сам о х о д ­
ных маш ин (таб л . V I .5).
1
I
<£>
<£
I
<г1
: 0 . 0 5Г
1 а> ^ я ,
►
Q
г
: 02 с
t
I S
.
“ !
то
-£
со
3
йо *я
О
2 X С
СО 05
а
«ь
са са
са>У^
*5
Л
3
CJ
о
СО
“
t f
, о
о
*7 ^ ~7
о —Гс^
вы работок
О СО
1 I
г-, о
• со
« о*
■
ТО Н
^о ~
са
С.О
-К
5
■ е-
о
н
С С С С
COflQCQCQ
2 2О
0• <
TOprS
О ^ J° _
{ - *-» “
Й ТО гг
« « S
2 - со ° 9 ж<Г
~ю
b H f c f e 't f E J f c f
со
9 о
горизонтальных
5*
S? °я
СЧ
Q
.Ct- О
О О
с <
проведения
со а;
>>о
С, Я
с: с ° ? ь с с «?Й
«j
с с ь
— O J СО
I 1 I
£ £ с£
ССЕ
ССС
для
я
^
O O IO O
CM 05 CO CO
Cl Cl Cl Cl
машин
комплексы
1
VO
г-
h
а
о «
Сн
я &
л О)
Проходческие
о-
60—400
05
60— 130
100
о
100
100
л . о~ сас .я%
«CZf-ЬО
7 ,1
Sf 0.0 £
о с о ®
СЧ со оь кя но
К Ж4"
О
о
•» <
z
*£
g9
§s*
EC
а «
£ £
5 £
O vg
18
5 о
— с
5 о
<0 s
TOС,
CL С
Л-t X -L. .
а с а
С-с \У,
I— Шi=rf
N c o « n g C? C? C? C?
с с с :
C c e e ^ C X II
C C C C g C C ^ -
о
W
>>
ко
i*T*=S
o 05 О О
05 05 СОСО
H
О
3
«О о
Cl, Cl Cl Cl
|
°ч
cj
IE oi tif
a
*•
• CM COIC о
^C G C
cj
gСЗ
о *
я >»
* cx
Ь2 то
1О. о“
н t=c
о
" R
§ £
5
о
X
2/*
й 7е о.
§О 5= о°
g2 со
о в2
к[ ^
«I
с§■1
£ г■
с с З н
cj IQ IQ
°
J3
в
Н
Си
ТО о
и с
Й
с
ОБ
2 ^О3Й-
<• >г5*
U аи, °а
е э я э 1Пшох
O JO M D dh
- V o x o d n *\f
299
§ 100. Проходка восстающих выработок
П роходка восстаю щ их скваж и н н ы м и зар я д ам и вед ется последовательн ой
отбойкой о тдел ьн ы х у ч ас т к о в (секц и й ) или взр ы ван и ем с к в а ж и н на всю вы со ту
восстаю щ его.
Э гот м етод п р и м ен яется д л я п р оходки о тр езн ы х , вен ти ляц и о нн ы х в о с ст а ­
ющих и р уд о с п у с к о в в х р у п к и х и устой чи вы х п о р о д ах, не требую щ их кр еп лен и я
вы работок.
И з-за и скр и вл ен и я с к в а ж и н вы сота восстаю щ его обычно не п р евы ш ает
50 м при секционной отбойке и 2 0 — 30 м при бессекционной.
При бессекционной п р о хо д ке с к в а ж и н ы , пр об ур ен ны е на всю вы со ту во с ста­
ю щего, взр ы ваю тся с разли чны м и зам едл ен и ям и в один прием. М о гут бы ть в а р и ­
ан ты отбойки скво зн ы м и и туп и ко вы м и с к ва ж и н а м и .
Н а р езу л ь тат ы взр ы ва и п р оходки восстаю щ его в целом сущ ествен н о в л и я е т
р асп о лож ен и е с к в а ж и н . В с в я зи с относительно больш ой высотой и возм о ж н ы м
отклонением с к в аж и н от зад ан н о го н ап р авл ен и я чащ е прим еняю т п рям ой цилин­
дри чески й в р у б . Б оковой обнаж енной поверхностью при этом , к а к и первичны м
компенсационны м простран ством , с л у ж и т сдна или н еско л ько н е за р я ж а е м ы х
с к в аж и н того ж е или больш его д и ам етр а.
Работа первого з а р я д а происходит в весьма т я ж е л ы х у с л о в и я х , а р ассто ян и е
L м е ж д у первой врубовой и компенсационной ск в а ж и н о й зави си т от и х д и ам етр о в,
соответственно dK и d Q (ри с. V I .И ).
При взр ы ван и и первой вр убо во й с кваж и н ы б ол ьш ая часть р азруш ен н ой
горной м ассы врубовой полости перем ещ ается в сто р он у компенсационной с к в а ­
ж и н ы и зап р ессо вы вается.
После взры ня второго с кваж и н н о го з а р я д а зап р ессо вк а не л и к в и д и р у е т с я ,
а д а ж е н еско л ько у в е л и ч и в а е т ся , за п о л н я я всю п олость, обр азован н ую взр ы во м
первого з а р я д а . В н еш н яя форма врубовой г.олости после взр ы ва второго с к в а ­
ж инного з а р я д а прин и м ает я р к о вы р аж ен н ы й вид т р е у го л ь н и к а .
В зр ы в тр етьего с кваж и н н о го з а р я д а , у в е л и ч и в а я площ адь и объем р азр у ш ен ­
ного м ас си в а, т а к ж е не л и к в и д и р у ет зап р ессо вки .
Р асп р ессо вк а горной м ассы н ач и н ается с взр ы ва н и я четвертой с к в а ж и н ы .
П ереход от отбойки с зап рессо вкой к п р острелу с к в а ж и н с увели ч ен и ем р а с ­
сто ян и я м е ж д у ними происходит скач ко об р азн о . С бойки прои сходят то л ько т о гд а ,
ко гд а объем обр азую щ ей ся после взр ы ва полости п р евы ш ает взр ы ваем ы й объем
в 1,25 и более р а за :
кл =
Ув3у*~
1,2 5 ,
( V I .I I )
г д е kb — коэффициент ком п ен сац и и ; Квз — взр ы ваем ы й объем, м3; Va — объем
компенсационной полости, м3.
Р ассто ян и е м е ж д у первыми вр убо вы м и с кваж и н ам и (ри с. V I. 12):
h QP
+ ((** —
О2*+
- » 1)
>*
( k - \ )(D + d)
=
( k + l ) ( D + 3d)
то
—
4 Т ^ Л )—
0,785;
( V I . 12)
.
’
, „ т 101
( и -и)
(/Hi + d ) ( W2 +
"
3
=
---------------------- „
гд е D — ди ам етр
ж и н ы . см;
(
*
- ■
)
вр убо во й
( V L 1 4 )
скваж и н ы ,
п = у < щ + <о- I- ( - a f i ) ’ .
300
см ;
d — ди ам етр
зар я ж аем о й с к в а ­
(V I . 15)
Р„с. V I .11. Д и аграм м а для определения расстояния меж ду врубовой и компенсационной
скважинами (/ = 14-И 6)
В
частном
т1 — 0,7 8 5
случ ае,
К
1
ко гд а
d;
Рис. V I. 12. Схема к расчету расстояний
меж ду скваж инами
D= d
(VI. 16)
( V I . 17)
т1 + 0 ,5 (3 — к)
к— 1
.
(V I . 18)
При ди ам етр е компенсационной с к в а ж и н ы 150 мм и з а р я ж а е м ы х с к в а ж и н а х
диаметром 100 мм р ассто ян и я м е ж д у ск ва ж и н а м и со ставл яю т:
Щ ^ 3,8d; щ = 5 d; тг = 6 ,7 d\ т п — 7,5d .
Р ассто ян и е до окоитуриваю щ их с к в а ж и н вы б и р ается ко н стр укти вн о или
о п редел яется к а к
т п =
(1,3-г- 1 ,5 )т3.
(V I. 19)
О птим альным местом располож ения п атр о н а-б о еви ка я в л я е т с я торец с к в а ­
ж ины . Если с к в а ж и н а с к в о з н а я, его уст ан авл и ваю т в центре з а р я д а .
Э лектродетон аторы расп олагаю т в торц е п атро н а, а к у м у л ят и в н у ю вы ем ку
н ап р авл яю т к устью скваж и н ы . Если с к в а ж и н а с к в о з н а я и п атрон-боевик пом е­
щен в центре с кваж и н н о го з а р я д а , электр о дето н ато р ы устан авл и ваю т в патрон
с н ап равлен ием к у м у л ят и в н ы х вы ем ок в р азн ы е стороны.
З а р я ж а н и е с к в аж и н при п р оходке т у п и к о в ы х восстаю щ их бессекционны м
взры ван и ем ведется в следую щ ем п о р я д ке : в торец с к в а ж и н ы посы лается один
патрон В В д л я п редохранен и я п атр о н а-б о еви ка, затем у с т а н а в л и в а е т с я патронбоевик с электродетонаторам и, детонирую щ ий ш нур о тс у тс т ву ет . После у ст а н о ­
вки патро н а-бо еви ка производится обы ч н ая з а р я д к а , а электр о дето н ато ры п а т ­
рона-боевика мон ти рую тся в основную и дубли р ую щ ую эл ек тр о взр ы вн ы е н е за ­
висимы е сети.
При скво зн ы х с к в аж и н а х в первую о чередь у с т а н а в л и в а е т ся пробка вн е з а ­
висимости от того, ведется з а р я д к а с в е р х у или сн и зу; затем з а р я ж а е т с я половина
с к в а ж и н ы , у с т а н а в л и в а е т с я патрон-боевик с д в у м я эл ектр о дето н ато рам и , н а ­
правленны ми кум ул яти вн ы м и вы ем кам и в р азн ы е стороны , после чего з а р я ж а е т с я
вто рая половина с кваж и н ы и у с т а н а в л и в а е т с я пробка при з а р я д к е с к ва ж и н ы
сн и зу или в с к в а ж и н у засы п ается за б о й к а при з а р я д к е с в е р х у .
При использовании В В со скоростью детонации 4 0 00 м/с и вы со те восстаю ­
щ его 20 м п ервы е четы ре врубовы е с к в а ж и н ы взр ы ваю т с интервалом 15, 60,
120, 225 мс, вспомогательны е — 200—250 м с, о кон туриваю щ и е — 5 0 0 — 1000 мс.
При использовании В В с большей скоростью детонации и н тервал зам ед л ен и я
ум еньш аю т.
При п р оходке восстаю щ их, особенно т у п и к о в ы х , первостепенное значение
имеет отклон ен ие ск в аж и н .
301
Рис. V I.13. Схемы ( а и б ) расположения скваж ин по верш инам равнобедренных треуго ль­
ников:
у**
/, 2, 3, 4, 5, в, 7 , 8 , 9 — последовательность взры вания скваж и н
Д л я ум ен ьш ен и я величины и скр и вл ен и я с кваж и н р еко м ен д ую тся:
ж е с т к а я у с т ан о в к а с т а н к а и его р аскреп лен и е па то ч ке б ур е н и я, задаваем о й
м аркш ейдером ;
бурени е с к в а ж и н ш арош ечными с тан кам и ;
использован ие н ап р ав л яю щ и х т р у б ;
о р ган и зац и я сп ец и али зи рован н ой буровой б р и гад ы .
Н а п р ак т и к е больш ое расп р остран ен и е получили схем ы р асп о л о ж ен и я с к в а ­
ж ин по верш инам равн обедрен н ы х тр еуго л ьн и к о в (ри с. V I. 13).
Д л я л и кви дац и и во зм о ж н ы х зап р ессо во к при взр ы ван и и з а р я д о в вр уб о вы х
с кваж и н п р ед у см атр и вае тся всп о м огательн ы й .распрессовочны й з а р я д . Д л я этого
ц ентральн ая с к в а ж и н а п ер сб ур и вается по отношению к о стальн ы м на 4— 5 м ,
а остальны е вр уб о вы е на 1 м. При зап р ессо вке горной м ассы в донной части
центральной п езар яж аем о й с к в а ж и н ы помещ ают з а р я д массой 2 5 —40 к г , которы й
взр ы вается с зам едлен и ем в 5 0 — 100 мс после вр у б о вы х с к в а ж и н .
Н а н екоторы х з а р у б е ж н ы х р у д н и к а х д л я обеспечения точности заб ур и в ан и я
и п араллельности с к в а ж и н п очву буровой кам ер ы бетонирую т, а стан о к з а к р е п ­
л яю т на этом ф ундаменте ан керны м и бортами.
Д л я у д е р ж а н и я патронов В В в с к в а ж и н е и спользую т «параш ю ты » или м ан ­
ж еты обратного то р м о ж ен и я. Очень просты «параш ю ты » из л о зы , о тр езки которой
на 10— 12 мм больш е ди ам етр а с к в а ж и н ы . О трезки с в я зы в а ю т п уч кам и кр ест
н а крест.
Б лизкое расп олож ен и е з а р я д о в д р у г к д р у г у , во здей стви е ка ж д о го взр ы ва
преды дущ его з а р я д а на все о стал ьн ы е, взр ы ван и е к а ж д о го з а р я д а с оп ределен ­
ным зам едлен и ем от п р еды дущ его создаю т реальн ую , подтверж ден н ую п р а к ­
тикой опасность вы п аден и я п атронов В В з а р я д а последую щ их очередей от в зр ы в а
преды дущ их. П редотвращ ение эти х с л у ч а е в д о сти гаетс я устан о вко й во все
скваж и н ы сам о р аскл и н и ваю щ и хся пробок. П робка п р ед с т а в л я ет собой д е р е в я н ­
ный цилиндр высотой 25 0 —3 0 0 м м , распиленный по д и аго н ал и . Д и ам етр цилин­
др а на 5— 10 мм меньш е ди ам етр а с к в а ж и н . С н ач ал а в с к в а ж и н у вс тавл яю т с к о ­
шенным концом вниз одну п о ло ви н ку пробки, а затем вторую п о ло ви н ку с к о ­
шенным концом вв ер х . У дар ам и по второй половине д о сти гаетс я хорош ая р ас ­
кл и н ка в с к в аж и н е.
К огда з а р я ж а н и е в е д у т с в е р х у вн и з, в с к в а ж и н у н а ш п агат е о п у с к а е т с я д ер е­
вя н н ая ц и л и н др и ческая пробка или п о двеш и вается п р об ка из б ум аги . З атем
с в е р х у за сы п а е тс я буровой ш лам н а вы с о ту 0 ,5 м . Д а л е е с к в а ж и н у з а р я ж а ю т
согласно принятой ко н стр укц и и з а р я д а .
В каж д у ю с к в а ж и н у у с т а н а в л и в а е т с я п атрон -боеви к с д в у м я эл ектр о д ето н а­
торам и, которы е р аздел ьн о м он ти р ую тся в основную и дубли рую щ ую сети. П ро­
вер ка- сопротивления сети вед ется с помощью линейного м о сти ка Л М -48. При
необходимости проверки отдельн ого эл ектр о дето н ато р а, помещ енного в с к в а ж и н у ,
302
зам ер омметром Л М -48 п рои зво дят с п о следовательн о вклю ченны м Ъ цепь эл ектр о детон атора добавочны м сопротивлением достаточной величины .
Д л я за м ер а р езу л ь тато в п роходки туп и к о в ы х восстаю щ их бессекционным
взр ы ван и ем мож но и спользовать ш ар , заполненны й водородом, которы й о тп р ав­
л яю т в п ростран ство пройденного восстаю щ его. П о .д л и н е ш п агата определяю т
ф акти ческую вы со ту восстаю щ его.
При п р о хо дке восстаю щ их бессекционны м взр ы ван и ем принимаю тся особые
меры безопасности. П роветри ван и е обычно о су щ е ст вл я е тс я з а счет общ еш ахт­
ной депрессии, но д о п у с к в район в зр ы в а р азр еш ается то л ько после отбора проб
во з д у х а на загазо ван н о сть го рн о сп асателям и или работн икам и сл уж б ы в е н ти л я­
ции. В зр ы вы с к в а ж и н н ы х з а р я д о в приурочи ваю т к нерабочим емзнам или м е ж д у см ен ном у п ер ер ы в у.
При бессекционном взры ван и и м о гу т во зн и кать о сло ж н ен и я, которы е потре­
бую т сп ец и ал ьн ы х мер обеспечения проходки восстаю щ его на п роектную гл уб и н у:
зап р е сс о вк а горной м агсы в проектном сечении восстаю щ его;
о б р азо ван и е п ереж и м о в;
о б р азо ван и е ко р о к в у с т ь я х т уп и ко в ы х с к в а ж и н ;
прострел с к в а ж и н ;
о бр азован ие восстаю щ его не н а всю п роектную вы со ту.
Л и к ви д ац и я зап рессо вки горной м ассы в сечении восстаю щ его при н ал и ­
чии подхода с вер хн его горизонта п рои зво ди тся с помощью воды , обильно п о да­
ваемой в район зап р ессо вки . О контуриваю щ ие с к в а ж и н ы при зап рессовы ван и и
обычно простреливаю т. Д л я это го и х пробиваю т т я ж е л ы м гр узо м , подвеш енным
на тросе, или повторно разб ури ваю т.
Л и к ви д ац и я зап рессо вки и вы во д на п роектн ую вы со ту туп и ко вы х во с ста­
ющих п р актич ески возм ож ны то л ько с помощью всп о м огател ьн ы х с к в а ж и н , про­
буренн ы х с наклон ом в сторону зап рессо ван н о й части восстаю щ его. У ч асто к
с к в аж и н ы , пересекаю щ ий ко н тур восстаю щ его, з а р я ж а ю т наиболее мощ­
ным В В .
При использовании восстаю щ его в к а ч е ст в е отрезного б р а к проходки л и к в и ­
ди рую т взр ы ван и ем с к в а ж и н , п роб ур ен н ы х д л я р азв и ти я отрезной щ ели. Д л я
этого с к в а ж и н ы первого р яд а р асп о л агаю т с наклон ом 85— 87° н а восстаю щ ий.
Д л я п редотвращ ени я о бр азован и я ко р ок в у с т ь я х т уп и ко в ы х с к в а ж и н при
общей величине н с д о зар я д а с к в а ж и н в 1 м р ек о м ен д уется д в е из с к в а ж и н з а р я ­
ж а т ь полностью.
В с л у ч ае о б н ар уж ен и я н едоп усти м ы х сбли ж ен и й с к в а ж и н во и зб еж ан и е
преж девременной детонации соседни х з а р я д о в в одной из с к ва ж и н на у ч а с т к е
сбли ж ен и я необходимо о ставл ять воздуш н ы й п р о м еж уто к на всю вы со ту сб л и ­
ж ен и я . При этом боеви ки уст ан авл и ваю т в к аж д о й части «п рерванн ого» з а р я д а .
П рострелы с к в а ж и н и з-за зн ачи тельн о го увел и ч ен и я расчетной л . н. с.
и неправильной очередности в зр ы в а н и я л и кви д и р ую т повторным взр ы ван и ем
п р острелян н ы х с к в а ж и н .
П роходческие комплексы (таб л . V I .6) К П В (д л я проходки ве р ти к а л ь н ы х
восстаю щ их), К П Н (д л я проходки н акл о н н ы х) и К П К (ко м п л екс проходки
с креплением ) безопасны в работе и эконом ичны при вы со те восстаю щ его более
25 м. О птим альны й р яд вкл ю ч ает 8 м оделей ко м п л ексо в.
К ом п лекс с помощью п одъем ника п ер ем ещ ается по м о н ор ельсу, собираемом у
из секций длиной 1,5 м ; он имеет каб и н у д л я р азм ещ ен и я персон ала и платф орму,
с которой вы п о лн яю тся работы в забое восстаю щ его. П н евм о дви гатель подъемника
п о луч ает п итание по ш л ан гу,ко то р ы й авто м ати чески см а ты в а ет с я и н а м аты вае тс я
с помощью леб едки .
П итание перф ораторов сж аты м во зд ух о м и водой, а т а к ж е дистанционное
уп р авлен и е их подачей о сущ ествл яю тся по труб оп р ово дам , вм онтированны м
в монорельс. Н а монорельсе в забо е восстаю щ его устан о вл ен а р асп р едели тельн ая
го л о в ка д л я подклю чения ш л ан гов.
К ом п лекс К П К дополнительно сн аб ж ен проходчески м щитом в ви де к а р ­
к а с а , состоящ им из о тдельн ы х секц и й , вер хн его п ер екр ы ти я, рабочей площ адки
и м ехан и зм а п ерем ещ ен и я, зстроенного в стен ки к а р к а с а . К а р к а г и вер хн ее п ер е­
кр ы тие после о ко н чан и я проходки д л я уд о б ств а трансп орти ровки разби раю тся
на части.
303
Т а б л и ц а
V I.6
Техническая характеристика проходческих комплексов
П оказатели
Тип
Способ п ередви ж ен и я
Д л и н а секции монорельса
П одъемная си л а, Н
С корость перем ещ ения, м/с
Е м кость б ар аб ан а ш ланговой леб ед­
ки, м
С корость н ам аты ван и я ш л ан га, м/с
Габариты п одъемника по платф орме,
мм:
длина
ширина
высота
М инимальны е р азм ер ы сечения про­
ходимой вы р аб о тки , м
М ассг, кг
КПВ
КПП
КПК
Грузолю дской, самоходны й с п н евм о ­
приводом
По м онорельсу
1,5
1,5
1,5
5000
5000
5000
0 ,2 5
0,2 5
0,25
80
30
30
С,3
0 ,3
0,3
1600
1200
3200
1,8 X 1 ,8
3800
1800
1800
2 ,2 X 2 ,2
920
1200
3500
1 ,8 X 3 ,6
6800
10 400
12 600
С'буривание заб о я и з а р я ж а н и е ш п уро в согласн о п р и н ятом у п асп о р ту п ро­
и зво дятся через лю ки вер хн его п ер екр ы ти я. Ш пуры з а р я ж а ю т при помощи сп е­
циальны х тр у б о к -к а с се т . П осле з а р я ж а н и я вер хн ее п ер екр ы ти е о п у с к а е т с я в о т­
бойное (наклонное) п олож ение, лю ки закр ы ваю тся и проходчики о п ускаю тся
в кабине п одъемника вн и з. Д л я п р оветриван и я заб о я п р едусм отр ен а т р у б а д и а ­
метром 220 мм, вх о д я щ а я в ко н стр укц и ю м онорельса.
П рименение проходчески х ко м п л ексо в реш ает проблемы м ехан и зац и и с п у ­
с к а и подъема лю дей, о б о р уд о ван и я и м атер и ал о в, повы ш ения безопасности р а ­
бот, сн абж ени я сж аты м во здух о м и водой, п роветр и ван и я заб о я после взр ы вн ы х
работ.
Проходка восстаю щ их бурением п о звол яет зн ачи тельно повы сить безопас­
ность работ, увели ч и ть ско ро сть п р о хо д ки , с больш ой точностью вы д ер ж и вать
сечение и н ап равл ен и е вы р аб отки .
М етодом б ур ен и я чащ е всего п р о х о д ят восстаю щ ие м е ж д у д в у м я вы р аб о т­
кам и , располож енны ми на р азл и ч н ы х о тм етках . Ш ирокое р асп ростран ен и е по­
лучил вар и ан т проходки восстаю щ их в д в е стади и , к о гд а сн ач ал а с в е р х у вниз
или сн изу BRepx проходи тся п и л о т -с ква ж и н а , а затем о су щ е ст вл я е тс я расш ирение
восстаю щ его до полного сечен и я.
Бо всех с л у ч а я х прим ен ен ия п и л от-скваж и н ы д л я у стан о вки расш иряю щ их
элементов б ур о вы х агр е га т о в т р е б у е т с я п одхо дн ая вы р аб о тка.
Применение агр е гат о в д л я б ур ен и я туп и ко в ы х восстаю щ их с вя з а н о с т р у д ­
ностями по их ориентации в задан н о м н ап равлен и и .
Комбайн 1КВ1 (таб л . V I .7) п редназначен д л я п роходки восстаю щ их по по­
родам и р удам с коэффициентом крепости до 12. Восстаю щ ий п р о хо д ят сн и зу
вверх сплош ным забоем или в д ве стади и с первон ачальн ы м бурением передовой
скваж и н ы .
Комбайн состоит из буро во го с т а н к а , бурового с т а в а , р а з б у р и в а т е л я , ко н ­
сольного к р а н а д л я подачи ш тан г и б ло ка п и тан и я. Б ур о во й стан о к, блок п и тан и я
и платформы д л я ш тан г см онтированы на колесно-рельсовом хо д у. П еревод с та н ­
к а в рабочее и транспортное полож ен и е о сущ ествл яется с помощью м а н и п ул ято р а.
С менная п роизводительность ко м бай н а по породам с ' коэффициентом к р е ­
пости 12 до сти гает 4 м.
304
Та блица
V I.7
К р ат кая техн и ч еская х ар актер и сти ка комбайнов конструкции
В Н И П И рудмаш а дл я бурения восстаю щ их
Показатели
Г луби н а б ур ен и я, м
Д иаметр восстаю щ его, мм
М аксим альное отклонение восстаю щ его от вер ти ­
к али , гр ад у с
У стан ов лен н ая мощ ность, кВт
Р асхо д воды, л/мин
Габариты стан ка, мм:
в рабочем полож ении:
высота
ширина
дли н а
в транспортном полож ении:
д ли н а
ширина
высота
М асса станка, кг
1 КВ1
2КВ
80
1 50 0
30
80
1 50 0
30
14 3,5
40
13 2 ,7
40
3 95 0
I 80 0
3 400
3 95 0
1 46 0
1 57 0
4
1
1
15
3
1
1
12
450
800
790
00 0
125
46 0
790
40 0
Т аб л и ц а
V I .8 ‘
Т ехн ическая х ар акте р и с ти к а с тан к о в фирмы «Р обби н с»
Модель
Наименование показателей
Д и ам етр восстаю щ его, мм
М ак си м ал ь н ая дл и н а восстаю щ его, м
Д и ам етр вспомогательной скваж и н ы ,
мм
О севое уси л и е при бурении с к в а ­
ж и н , кН
М омент вр ащени я , кН •м
У си лие р азви н ч и ван и я, кН -м
У становочны е габ ар и ты , мм:
ш ирина
дли н а
вы сота
М асса, т
23 R
61 R
82R
910
150
200
1800
180
280
24 00
300
310
350 "
964
467
5 3 ,0
860
1 2 9 ,5
1430
3 4 0 ,5
34 05
1067
1257
28 96
4,1
1570
1590
37 10
7 ,5
1574
1905
38 86
12
Комбайн, 2КВ (см . табл . V I .7) п редн азн ачен д л я п р оходки восстаю щ их но
породам и р удам с коэффициентом креп ости до 10— 12. П ервоначально б ур и тся
п и ло т-скваж и н а с в е р х у вн и з, к о то р ая затем р асш и р яется до проектного д и ам етр а
восстаю щ его сн и зу вв ер х . Комбайн состоит из буро во го с т а н к а , м ан и п ул я т о р а ,
р а зб у р и в ате л я, ко м п л екта б ур о вы х ш тан г, у л о ж ен н ы х н а сп ец и альн ы е п л а т ­
формы, и п одъемника б ур о вы х ш тан г. Б ур о во й стан о к, блок п и тан и я и платформы
Для ш тан г смонтированы на ко лесн о-рельсовом хо д у. П еревод ста й к а в рабочее
и транспортное п о лож ен и е, подача б ур о вы х ш тан г о сущ ествл яю тся с помощью
м ан и п ул ято р о в.
305
П одготовка к бурению н ач и н ается с выбора м еста з а л о ж ен и я с к в а ж и н ы ,
проходки кам ер ы объемом 6 0 —80 м3 д л я размещ ения с т а н к а и во звед ен и я о сн о ва­
ния д л я него у у с т ь я с к в а ж и н ы , п р едставляю щ его собой бетонный м асси в или
ж ел езэбетон ную п л и ту. П и л о т-скваж и н а п роходится обычным ш арош ечным д о ­
лотом с и спользован и ем н ап равляю щ и х ш тан г, противодействую щ их о ткл о н е­
нию скваж и н ы от задан н о го н ап р ав л ен и я. После того к а к рабочий о рган а г р е ­
г а т а достигнет горизонтальной вы р аб о тки , шарошечное долото уб и р а ет с я . К это м у
времени п о дго тавл и ваю т буровой о р ган увеличенного д и ам етр а д л я расш ирения
п и лот-скваж и н ы .
Из з ар у б еж н ы х наиболее известны б ур о вы е у стан о вки д л я п р оходки во с ста­
ющих фирмы «Роббинс» (таб л . V I .8). У стан о вкам и вн ач ал е в е д е тс я п р оходка
п и л от-скваж и н ы с в е р х у вн и з, а зате м производится ее расш ирение сн и зу вв е р х .
Стоимость и н стр ум ен та, ар м и рован н ого тверды м сп л аво м , с о с т а в л я е т 30 % от
себестоимости проходки восстаю щ его. Е го стойкость в п ородах с / = 20 с о с т а в ­
л я е т 180 м.
Б урен ие восстающих, с выдачей к ерна получило ограниченное р асп р о стр ан е­
ние и з-за слож ности о бо р удо ван и я и трудности о тр ы ва кер н а больш ого д и ам етр а.
ГЛ А ВА 3
КРЕП ЛЕН И Е
ГОРНЫХ
ВЫ РАБОТОК
§ 101. Горное давление
П роведение подзем ны х горн ы х вы работок и зм ен яет состоян и е го рн ы х по­
род с обр азован и ем зон повы ш енны х и пониж енны х н ап р яж ен и й . Я вл е н и я , с в я ­
занны е с деф ормацией, сдви ж ен и ем , разруш ением м а с си в а , давлен и ем пород на
крепь, принято н азы в ат ь п р о явл ен и ям и горного д ав л е н и я . П р о явл ен и я горного
д авл ен и я з а в и с я т от го рн о -гео логи ч ески х условий и техн о л о ги ч ески х особенностс-й р азр аб о тки .
К. горн о-геологическим усл о ви ям относится гл уб и н а р азр аб о тки , у го л п а д е ­
ния и мощность р азр аб аты ваем о й з а л е ж и , с т р у к т у р а и ф изико-м еханические
сво й ства пород и полезного ископаемого.
К основны м техн ологи чески м ф акторам о тн о сятся форма, размер и расп оло­
ж ен и е вы р аб о то к, способ и ско ро сть их п роведен и я, способ у п р ав л е н и я горны м
давл ен и ем .
И зменение н ап р яж ен н о го со сто ян и я примято х а р а к т е р и зо в а т ь коэффициен­
том конц ентрац ии н ап р яж ен и й — отнош ением н ап р я ж е н и я , возн икш его после
проведен и я вы р аб о тки , к н ап р яж ен и ю , сущ ество вавш ем у р ан ее в той ж е точке
в нетронутом породном м асси ве. З н ачен и е коэффициента концентрации м о ж ет
ко л еб аться в ш и роких п р едел ах.
Х ар ак те р р асп р едел ен и я н ап р яж ен и й в о к р у г вы р аб о тки зави си т от ее формы
и соотнош ения р азм ер о в поперечного сечения. В кр о вл е и почве вы работок при
боковом расп о ре, меньш ем единицы, возн икаю т р астяги ваю щ и е уси л и я
ашш = *1 т ^ г ^И'
где ki — коэффициент концентрации р астяги ваю щ и х н ап р яж ен и й ; ^
(V L 2 0 >
V
— коэф ­
фициент б окового р асп о р а; v — 0 ,1 ^ 0 , 4 — коэффициент П уассо н а; у — п лот­
ности пород, т/м3; Н — гл уб и н а от поверхности до вы р аб о тки , м.
По м ере у д ал е н и я от ко н т ур а вы работки в гл у б ь м ас си в а эти н а п р я ж ен и я сн и ­
ж аю тся до н у л я , а зате м п ер ехо д ят в сж им аю щ ие и п р и б ли ж аю тся к п ер в о н ач ал ь­
ной величине
'
В б о к ах вы р аб о тки наблю дается
зн ачи тел ьно е увел и ч ен и е сжимаю щ их
нап ряж ен и й :
Oniax = k2yH,
(V I.2 2)
где ^2 — коэффициент концентрации
сж имаю щ их н ап р яж ен и й .
По м ере у д ал е н и я в гл уб ь м а с ­
си ва сж имаю щ ие н ап р яж ен и я у м е н ь ­
ш аю тся до первоначальн ой величины
у И (рис. V I . 14).
М ак с и м ал ь н ая кон ц ен тр ац и я н а­
п ряж ени й н аблю дается в у г ^ а х вы р а­
боток. При з а к р у гл е н и и у гл о в н а­
Рис/VI.14. Эпюры напряжений в массиве
п р яж е н и я ум ен ьш аю тся.
послепроведения горной выработки
К он ц ентр ац и я
н ап р яж ен и й во ­
к р у г вы р аб отки о гр ан и ч и вается не­
которой зоной, р азм ер ы которой со с т авл я ю т (З-г-5) /, гд е I — наибольш ий
линейный размер сечен и я вы р аб отки . В близи к о н т ур а обнаж ений н а п р я ж ен и я
м о гут превзойти предел прочности пород, в р е з у л ь т а т е чего происходит их р аз­
руш ение или п ласти ческо е течение.
О бластью вл и ян и я горной вы р аб отки я в л я е т с я часть породного м асси ва,
в п р еделах которого п р ои схо дят сд ви ж ен и е, деформации и разр уш ен и е пород.
Ч асть области в л и ян и я горной вы р аб о тки , п рим ы каю щ ую непосредственно
к ее к о н т у р у , в п р едел ах которой н ап р я ж ен и я вы ш е, чем в нетронутом м асси ве,
н азы ваю т зоной опорного д а вл е н и я .
Х ар ак те р ф ормирования области вл и я н и я горной вы р аб отки при прочих
р авн ы х у сл о в и я х зави с и т от ф и зи ко -м ехан и ч ески х сво й ств горн ы х пород. Из
всего многообразия сво й ств и особенностей пород вы д ел яю т четы ре х а р а к т е р н ы х
соч етан и я.
1. П ороды кр о вл и , боков и подош вы усто й ч и вы . В этом сл у ч ае
- уН < /гсОр|;
к2уИ < /гс<тсж£;
( V I .2 3 )
(V I .24)
а Сж— п ределы прочности пород
где £ — коэффициент длительной прочности;
соответственно на р аст я ж е н и е и с ж а т и е в у с л о в и я х д ву х о с н о го н ап р яж ен н о го
состоян и я.
При соблюдении услови й в ы р а ж е н и я ( V I .23) о п асн ы х деформаций в о бн а­
ж е н и я х пород не б ы вает.
2. Породы кр о вл и вы р аб отки н еустой ч и вы , а б оков и почвы устой чи вы
у уН > kcO ph
k2y Н < k c СГсж£*
(V I *25)
( V I .26)
В этом с л у ч а е в к р о вл е породы б у д у т р а зр у ш а т ь с я . При развитии трещ ино­
ватости в зоне, прилегаю щ ей непосредственно к кр о вл е вы р аб о тки , отдельн ы е
к у с к и , глы бы и у ч ас т ки породы тер яю т с в я з ь с массивом и вы п адаю т. П остепен­
ное обруш ение пород п р о д о л ж ается до о б р азо ван и я поверхности н еправи льного
о чертан и я, ко то р ая п р и б л и ж ается к с в о д у . Е го н азы ваю т сводом обруш ен и я.
З а его п ределами о б р азуе т ся сво д естествен н ого р авн о веси я пород.
3 . П ороды в кр о вл е и в б о ках вы р аб о тки н еустой ч и вы , в почве устой чи вы :
-у
уН >&сОр1;
k2уН > £ С0 Сж£•
(V I -27)
( V I . 28)
307
В этом с л у ч а е область н е уп р уги х деформаций р асп р о стр ан яется на кровлю
и бока вы р аб о тки .
4.
П ороды н еустой чивы е в кр о вл е , б оках и подош ве вы р аб о тки . О бласт
н еуп р уги х деф ормаций в этом с л у ч а е р асп р о стр ан яется во все стороны от в ы ­
работки.
У стойчивость обнаж енной породы в вер ти к ал ьн ы х ств о л а х к р у гл о го попе­
речного сечен и я ВН И М И п р едло ж и л оценивать и схо дя из усл о ви я
( V I .29)
гд е ks — коэффициент концентрации н ап ряж ен и й .
Д л я и зуч ен и я н ап ряж ен н о го состо ян и я м асси ва го рн ы х пород разр аб отан о
н есколько м етодов.
М ет од р а згр узк и горных пород основан на использован и и х а р а к т е р и с т и к
уп р уго го во сстан о вл ен и я формы о б р азц а при и скусствен н о м отделении его от
о кр уж аю щ его м асси ва пород.
С помощью специ альн ого с т а н к а в породе п робури ваю т с к в а ж и н у ди ам етром
до 120 мм, забой которой ш лифуют. П осле устан о вки на заб о е с к в а ж и н ы тен зо­
метров вы б ур и ваю т керн на гл у б и н у , больш ую д и ам етр а с к в а ж и н ы . Э лементом
р а згр у зк и я в л я е т с я кер н , на торце которого закр еп л ен ы тен зо м етр ы . С н им ая
с них п о к а зан и я, определяю т осевую и поперечную у п р у г и е деформации в про­
цессе р а згр у зк и эл ем ен та м асси ва. По полученным дан н ы м и известны м д л я д а н ­
ной породы зн ачен и ям м о д ул я уп р уго сти и коэффициента П уассо н а п р ои зво дят
расчет н ап ряж ен и й .
М етод буровых екзаж ин закл ю ч а е тс я в том, что в с к в а ж и н е с помощью сп е­
циального прибора и зм ер яю т в р азли чны х н а п р а в л ен и я х деф ормации пород
в стен ках с к в аж и н ы и и с сл ед уется процесс их изм ен ен и я в п р о стр ан стве и в р е ­
мени. Р асч ет прои зводи тся по р езу л ь та т а м измерений у п р у г и х деформаций.
Звуковой мет од основан на изменении д л я изотропной среды скорости р ас­
пространения з в у к о в ы х волн в зави сим ости о т у п р у г и х сво й ств этой среды .
Н епосредственное опр едел ение н агр узки ча крепь о су щ е с т в л я е тс я с помощью
динамометров. Д и н ам ом етры по принципу д ей стви я бы ваю т м ехан и чески е,
ги др авл и ч ески е и эл ектр и ч ески е.
Н а гр у з к и н а кр еп ь мож но о п редели ть п утем зам ер о в деформаций эл ем ен тов
крепи с последую щ им измерением сопроти влен и я м атер и ал о в н а г р у з к е , в ы з в а в ­
шей эти деф ормации.
И зучение явлен и й на м о д ел ях о б л егч ает расш иф ровку н атур н ы х наблю дений
в ш ахтах и п о зво л яет со к р ати ть их объем.
М оделирование на эквивалентных материалах в зави сим ости от п о ставлен н ы х
зад ач м о ж ет пр оводи ться на п л о ски х и объемных м о д ел я х . Н ап р я ж ен и я в мо­
д е л я х создаю тся силой т я ж е ст и сам и х экв и в ал ен тн ы х м атер и ал о в. В ц е л я х ум ен ь ­
ш ения вы соты модели часть силы т я ж е с т и перод во зм ещ ается п р п гр узк о й модели
с ве р х у. В процессе м о дели р ован и я в е д у т с я наблю дения за сд ви ж ен и ям и и д е ­
ф ормациями пород.
Оптический мет од м оделирования и сп о л ьзуется д л я и ссл ед о ван и я н а п р я ж е ­
ний в м асси ве го рн ы х пород и в кр еп и . .Метод п о зво л яет воспроизводить т р е х м е р ­
ное н ап ряж ен н о е состоян и е м асси ва пород в о к р у г вы р аб ото к и о п р ед ел ять н а ­
п р яж ен и я в любой точ ке и по лю бому сечению вн утр и м асси в а пород.
Значительную роль в р азви ти и исследований вопросов горного д а в л е н и я
с ы гр ал а ги п отеза М . М . П р о то д ьяко н о ва, о сн о ван н ая на п редп олож ен и и , что
массив го рн ы х пород не я в л я е т с я сплош ным и у п р у ги м , а р азби т м ногочи слен ­
ными трещ инами на о тдельн ы е к у с к и и глы бы . Ы ад вы р аб отко й о б р а зуе т ся сво д
естественного р авн о веси я, которы й р а з г р у ж а е т ее от силы т я ж е ст и вы ш е л еж а ­
щ их пород, а на кр еп ь вы р аб отки о к а з ы в а е т д авл ен и е лиш ь порода, н а х о д я щ а я с я
н и ж е к о н т ур а сво да естествен н ого р авн о веси я:
( V I . 30)
гд е с — п о луп р о л ет сво д а, м; / — коэффициент крепости пород.
308
П. М . Ц имбаревич счи тает, что п редлож енной формулой мож но пользо­
в а т ь ся при определении д авл ен и я на кр еп ь вы р аб о то к, пройденны х в породах
с коэффициентом крепости f > 5. Если вы р аб о тка пройдена в неустой чивы х по­
родах (/ ^ 4), б оковы е породы не способны сто ять вер ти кальн ой стенкой и д е ­
ф ормирую тся. В сл едстви е этого о б р азую тся тр е у го л ьн ы е призмы , сползаю щ ие
под угл о м
90° + ф
где ср — у го л вн утр ен н его тр ен и я горн ы х пород (таб л . V I .9). В ы сота сво да ес ­
тественного р авн о веси я при п р ям о уго л ьн о м сечении вы работки
а + Я c tg 9 °° + ф
--------------т при .трапециевидном
а
b\
—
i —
(V I . 32)
,
сечении
■ f t ( c t g 8 0 ° - b c t g - 9 0 ° 2+ ( P
)
( V I. 33)
—
/
где h — вы со та вы р аб о тки , м.
Д авл е н и е горн ы х пород на кр еп ь со стороны кровли приближенно опреде­
л я е т с я по ф ормуле
Р п = 2 abLy . '
(V I .34)
С ч и тая, что д авл ен и е р асп р ед ел яется
равн ом ерн о, интенсивность его
Р - b{y.
(V I .35)
Б оковое давл ен и е пород о п р ед ел яется силой т я ж е ст и сползаю щ их призм:
у кр о вл и вы работки
Pi = Y b i & ? ^ * ,
(V I -36)
у почвы вы р аб отки
P i = У (А + bt) tg * С^ - = ^ - Р .
(V I .37)
Если вы р аб о тка проходится по н ан осам , гли н исты м слан ц ам и породам,
имеющим геоло ги чески е н ар уш ен и я и трещ ины , зап олн ен н ы е глинисты ми ч а ­
стицами, я р асч етн ая вы сота сво да естествен н ого р авн о веси я больш е глуб и н ы
з а л о ж ен и я вы р аб о тки , то при определении д а в л е н и я необходимо уч и ты вать весь
столб вы ш ерасп олож ен н ы х пород, п о д ст а в л я я в ф ормулы (V 1.3 4), (V I .35) вместо
вели чи н у Я .
Н аклон н ы е вы р аб отки заним аю т п р ом еж уточн ое полож ен и е м е ж д у го р и ­
зонтальны ми и вер ти кал ьн ы м и . В гори зон тальн ой вы р аб о тке п р о я в л я е тс я п р е­
имущ ественно вер ти кал ьн о е д авл ен и е, а в вер ти кал ьн о й — горизонтальное.
В наклонной вы р аб о тке вер ти кал ьн ое горное д авл ен и е оп ределяю т способом,
п риняты м д л я горизонтальн ы х вы р аб ото к. П олучен н ое д авл е н и е р а ск л а д ы в а ет с я
На н орм альную к продольной оси вы р аб отки и тан ген ц и ал ьн ую (п ар ал л ел ьн ую
°си) составляю щ и е.
Н о р м ал ьн ая со ставляю щ ая
N — Рп cos а,
_ (VI.38)
Где а — у го л н акло н а вы р аб отки .
309
Т а б л и ц а
V I.9
Характеристика горных пород
Горные породы
К варц иты исклю чительно
кр еп ки е. Д ж есп и л и ты , габ ­
бро-ди абаз, габбро-диорит
По р фи р иты и с кл юч ител ь но
крепкие
Б а за л ь т оли ви новы й, ан де­
зи т, р о го ви к, д и аб аз, диорит
высшей крепости
Гранит м елкозернисты й
весьм а крепкий
К ремень, сли вн ы е квар ц и товы е песчаники исклю чи­
тельной крепости
О кремнелы с и звестн яки вы с ­
шей крепости
С реднезернисты е
гр ан и ты ,
квар ц и то вы е сли вн ы е пес­
чаники, кв ар ц и ты , ди аб азы ,
гнейсы кр еп ки е, порфирит,
гр ан и т кр еп ки й , сиенит
М елкозерн исты е, монолит­
ны е, о квар ц о ван н ы е песча­
н и ки. сли вн ы е и звестн яки
исклю чительной крепости.
М рамор креп ки й
К онглом ерат креп кий на и з­
вестковом цементе. П есчани­
ки кр еп ки е н а кварц и то во м
цементе. К олчеданы , кр еп ­
ки е доломиты и и звестн яки
Зм ееви к, гр ан и т и сиенит
кр уп нозерн исты е. Д ж е е пе­
л и ты , ди ори ты , б азал ьты ,
квар ц евы е породы, ди аб азы ,
тр ахи ты , и з в е с т н я к , п есча­
ник
К репкие ар ги л л и ты и а л е ­
вролиты , песчано-глинисты е
слан ц ы , сидери т, м агн ези т,
зм ееви к о тал ько ван н ы й , из­
ве с тн я к и песчаник
Граниты , гн ей сы , сиениты и
прочие м асси вн ы е породы,
сильно м и н ерали зованн ы е
или вы ветр и вш и еся, песча­
нистый слан ец , и з в е ст н я к и
крупнозернисты й песчаник
310
Угол
внутренне­
го трения
Ф
Коэффи­
циент
бокового
распора
А= tg2 X
80е - Ф
Х
2
Временное
сопротивле­
ние раз­
рушен и ю
о , МПа
20
87° 08'
0 ,0 0 0 6 3
20 0
20
87° 43'
0 ,0 0 0 3 9
250
17
86° 38'
0 ,0 0 0 8 6
17 0 — 180
19
86° 49'
0 ,0 0 0 7 7
17 0 — 180
15
86° 11 '
0 ,0 0 1 1
15 0 — 160
16
86° 23'
0 ,0 0 0 9 9
15 0 — 160
12
14
85° 13'
85° 56'
0 ,0 0 1 7 3
0 ,0 0 1 2 6
1 2 0 — 140
12 0 -14 0
10
11
84° 18'
84° 49'
0 ,0 0 2 4 8
0 ,0 0 2 0 4
10 0 — 110
10 0 -110
8
82° 53'
0 ,0 0 3 7 2
8 0 — 90
7
81° 52'
0 ,0 0 5 0 5
70
6
80° 32'
0 ,0 0 6 6 6
60
5
78е 41'
0 ,0 0 9 8
60
Коэффи­
циент
крепости
по шкале
М. М. Про­
тодьяко­
нов а
т а б л . VI.9
Коэффи­
циент
крепости
по шкале
М. М. Протодьяконова
Угол
внутренне­
го трения
Ф
Коэффи­
циент
бокового
распора
А = tg2 X
... 90° — ср
Х
2
Временное
сопротивле­
ние раз­
рушению
о, МПа
И звести я к м ергел и сты й ,
глинисты й п есч ан и к, слю ­
дистый с л ан с д , доломиты
4
5
7 5 ° 58'
78° 4 Г
0 ,0 1 5 1 3
0 ,0 0 9 8
40
50
Глинистые и угл и сты е с л ан ­
цы средней креп ости, п лот­
ный мсрг.ель, слабы е п есч а­
нистые слан ц ы , слаб ы е и з­
в е с тн як и , песчаники и до ­
ломиты
3
7 1 ° 34'
0 ,0 2 6 2 4
30
А н тр ац и т, крепкий кам ен ­
ный у го л ь , слаб ы е ко н гло ­
м ер ат и песчан ик, ал ев р о ­
л и т и ар ги л л и т средней кр е ­
пости, м я гк и й глинисты й
слан ец , мерзлы й гр у н т , р а з ­
руш енны е песчаники
2
6 3 ° 26'
0 ,0 5 6 3
20
С лабы е гли н исты е слан ц ы ,
очень слаб ы е вы ветр и вш и е­
с я и звестн яки и доломиты ,
кам ен ны й у го л ь средней
крепости, разр уш ен н ы е
сланцы
1,5
5 6 ° 19'
0 ,0 9 1 8
15
К аменны й у го л ь м я гк и й , от­
вердевш ий л ёсс, м ер гель
м я гк и й , буры й у го л ь , к а р ­
б он атн ая гл и н а, м я г к а я к а ­
м ен н ая соль, пористый гипс,
т я ж е л а я л о м о в ая гл и н а,
плотный с угл и н о к , ж и р н а я
гл и н а и т яж е л ы й с угл и н о к ,
мелоподобные слабы е поро­
ды ,
сц ем ен тировавш ийся
строительны й мусор
1,0
сл
•о
О
О
Продолжение
0 ,1 7 1 4
10
Л е г к а я п есч ан и стая гл и н а,
л ёсс, гр а в и й , щебень
0 ,8
38° 40х
0 ,2 3 0 4
—
Р ас ти те л ь н ая з е м л я , торф,
м я гк и й с угл и н о к , сырой пе­
сок
0 ,6
‘ 3 0 ° 58'
0 ,3 2 0 8
П есок, осыпи, м елки й г р а ­
ви й , н асы п н ая з е м л я , добы ­
тый у го л ь
0 ,5
26° 33'
0 ,3 8 2 6
П л ы вун ы , болотистый гр ун т ,
р азж и ж ен н ы й л ёсс, д р уги е
р азж и ж ен н ы е гр ун ты
0 ,3
16° 42'
0 ,5 5 3 5
Горные породы
311
Т ан ген ц и ал ьн ая с о ставл яю щ ая частично восп ри н и м ается креп ью , в которой
возникаю т до полнительны е к имею щ имся от нормальной составляю щ ей н а­
п р яж ен и я.
Т = Ра sin « .
(V I .39)
П М . Ц имбаревич р еко м ен д ует о п редел ять вели чи н у горного д авл ен и я
в наклонны х в ы р аб о т ках в зависим ости от у г л а н акл о н а:
при а <
45и N = Рц cos а ;
при а > 45° N = Р а cos 45°.
(V I. 40)
(V I .41)
§ 102. Типы крепи и выбор крепежных материалов
Крепь
д о л ж н а уд о в л ет во р ят ь следую щ им тр еб о ван и ям :
обеспечивать рабочее состоян и е вы работок и безопасны е у сл о в и я работы
в них в течение всего с р о ка с л у ж б ы ;
сум м а п ервон ач альн ы х з а т р а т на изготовлен и е, у с т а н о в к у крепи и з а тр а т
на эксп луатац и ю в течение всего с р о ка сл уж б ы вы р аб отки д о л ж н а быть мини­
м альной;
крепь не д о л ж н а п р еп ятство вать выполнению п р ои зводствен н ы х процессов,
вы зы вать техн и ч ески е о сло ж н ен и я при проведении и экс п л у а т а ц и и вы р аб о то к.
Крепи п одготови тельн ы х и кап и тал ьн ы х горны х вы р аб о то к по ко н с тр у к т и в ­
ным и технологи чески м п р и зн акам р аздел яю т на рам н ую , сплош ную и а н к е р ­
ную .
К р е п е ж н ы е
м атер и ал ы д е л я т с я :
по использованию в ко н стр укц и и креп и — на основны е, п рим ен яем ы е в не­
сущ их к о н с тр у к ц и я х крепей (м етал л , бетон, дерево, п л астм ассы и д р .), в я ж ущ и е ,
с л уж ащ и е д л я приго товлен и я р аство р о в, и всп о м огательн ы е (водоизоляциопны е
м атер и ал ы , хи м и чески е р еаген ты и д р .);
по с р о к у с л у ж б ы в вы р а б о т к а х — на долго веч н ы е (бетон, м еталл и д р .)
и недолговечны е (дер ево );
по х а р а к т е р у деформации под н агр узко й — на х р у п к и е (бетон, кам ни и д р .)
и у п р уго -п л асти ч еск и е (м етал л ).
К реп еж н ы е м атер и ал ы до лж н ы обладать вы сокой удельн ой прочностью ,
иметь н и зкую стоим ость, не быть л егково сп л ам ен яю щ и м и ся, о б л ад ать стойкостью
против коррозии и гн и ен и я.
К р еп еж н ы е м атер и ал ы вы бираю т в зависим ости от ко н стр укц и и креп и,
сро ка с л у ж б ы и н азн ач ен и я вы р аб о то к, величины горного д а в л е н и я и эконом иче­
с ки х ф акторов.
Д е р е в я н н у ю к р е п ь прим еняю т в в ы р аб о т ках со сроком сл уж б ы до
5 — б л ет, н ахо д ящ и хся в у сл о в и я х н езначительного и средней величины д авл ен и я
горны х пород. При б л аго п р и ятн ы х го рн о-геологи ческих у с л о в и я х и ко н сер ви ­
рованном л есе срок с л у ж б ы деревян н о й крепи м о ж ет быть увелич ен .
Д л я кр еп лен и я горны х вы р аб ото к применяю т е л ь , со сн у, ли ствен н и ц у,
кедр , п и хту.
Д остоин ства деревянн ой креп и: возм ож ность прим енения в разли чны х у с л о ­
в и я х , простота и зго то вл ен и я, н е вы со кая тр удо ем ко сть ко н стр укц и и , н евы ­
с о к ая п ер во н ач ал ьн ая стоимость. Н едо статки : м алы й ср о к с л у ж б ы , огнеопасность,
невозм ож ность м н о гократн ого и спользован и я.
Н аиболее ш ироко д л я кр еп лен и я применяю т сосн у. Е ль о б л ад ает более
низкими м ехан ически м и сво й ствам и , со дер ж и т м еньш е смолы и поэтому ско рее
загн и вает. Ель прим еняю т в с у х и х вы р аб о тках с небольш им горным давлен и ем
и малы м сроком с л у ж б ы . П и хта м ен ее прочна, чем ел ь, и х у ж е противостоит
загниванию . Л и ствен ни ц а о б л адает высокой м еханической прочностью и стой ­
костью против загн и в а н и я . Е е п рим еняю т При креплении к а п и тал ьн ы х горн ы х
вы работок с больш им сроком с л у ж б ы . Б у к : д у б , гр аб и д р у ги е породы л еса к а к
крепеж ны й м атер и ал прим еняю т кр ай н е редко.
Н а кр у гл ы й кр еп еж н ы й л ес д л я креп лен и я очи стн ы х, кап и тал ьн ы х и под­
готовительны х вы р аб о то к, и зго товл ен и я везцовой креп и, восстаю щ их и ш урф ов
п рям оугольного сечения устан о вл ен ГОСТ 616—72.
312
Таблица
VI. 10
Среднее зн ачен ие п о казателей ф изико-м еханических свойств
древесины при 15 % влаж ности
Предел прочности. МПа
Порода дерева
ГЗуК
Д уб
Ель
Л иственница
Кедр
П и хта (си б и р ская)
П и хта ( к а в к а з с к а я )
Сосна
Я сень
Плот­
ность,
г/см4*
0,65
0,72
0,46
0,68
0,44
0,39
0,44
0,53
0,71
при
сжатии
вдоль
волокон
46,0
52,0
42,0
51,5
35,0
33,0
39,0
44,0
51,0
при
стати­
ческом
изгибе
94,0
94,0
77,5
97,0
64,5
58,5
72,0
79,0
115,0
при
растя­
жении
вдоль
волокон
129,0
129,0
122,0
129,0
78,0
—
112,0
115,0
—
при
СКс1лывании
В нипр
ради­
альном
10,0
8,5
5,0
11,5
5,5
6,0
7,5
7,0
14,0
анлении
тангенци­
альном
13,0
10,5
5,0
12,5
6,0
6,5
8,0
7,5
13,0
Д о с ки , б р у с ь я , б р уски и обаполы д л я кр еп л ен и я горн ы х вы работок го то вят
из тех ж е пород, что и стойки. Р азм ер ы д о со к, б р у с к о в , б р усьев нормы пороков
леса и п р ави л а их м ар ки р о вки до л ж н ы со о тветство вать ГОСТ 8468—81. Д оски
применяю т д л я з а т я ж к и кроЕли и б оков горн ы х вы р аб о то к, устр ой ств о п ал уб о к ,
н асти лов, п олков. К д о ск ам о тн о сятся п и лом атери алы , ш ирина которы х больш е
двойной толщ ины.
К б р у с к ам о тн о сят п и лом атери алы , ш ирина ко тор ы х р авн а или м енее д во й ­
ной толщ ины .
К б р у с ья м о тн о сят п и лом атери алы , ш ирина и толщ ина ко тор ы х более
100 мм.
Обапол р аздел яю т па габари тн ы й — с нспроппленной н ар уж н ой п оверхно­
стью или пропиленной не более чем на п оло ви н у дли н ы и дощ аты й — с пропи­
ленной н ар уж н о й поверхностью более чем на п оловину длины обап ола.
П рочность древеси н ы (сопротивление сж ати ю , растяж ен и ю , и зги б у) з а ­
висит от породы д е р е в а , вл аж н о сти , стр о ен и я, х а р а к т е р а , н ап р авл ен и я и м еста
п рилож ени я силы (таб л. V I. 10).
Н аи более сильными р азр уш и тел ям и древеси н ы я в л я ю т с я белы й, пленчаты й
домовый и ш ахтны й грибы . П редохран ени е кр еп еж н о го л ес а от гн и ен и я произ­
водится пропиткой или промазкой его ан ти сеп ти кам и . А нтисептики до лж н ы быть
безвредными д л я лю дей; не вы щ ел ач и ваться из пропитанной древеси н ы ; не иметь
з а п а х а и вр едн ы х газо в при вы сы хан и и ; не сп особствовать горению , а при го р е­
нии не вы д е л ять яд о ви ты х га з о в и гу ст о го д ы м а.
Ф тористый нат рий — о б л ад ает вы соким и п ротивогрибковы м и сво й ствам и ,
легкой проницаемостью в др евеси н у, не гори т и не имеет з а п а х а . У п о тр еб л яется
п виде 2—4-процентного раство р а.
Х лористый цинк — о б лад ает почти таки м и ж е антисептическими сво й ствам и,
к а к и фтористый натрий, одн ако л е гк о вы щ ел ач и вается при наличии воды . У пот­
р еб л яется в виде р аство р а с концентрацией 2 —5 % .
Кремнефтористый нат рий о к а з ы в а е т почти т а к о е ж е дей стви е, к а к и фто­
ристый натри й, но и з-за плохой р аствори м ости , особенно в холодной во де, при­
м ен яется в виде го р яч и х насыщ енны х раство р ов.
К реп ь из д ер ева скл о н н а к возгоранию . При дли тельн ом н агревани и свыш е
130е происходит р азл о ж ен и е древеси н ы с вы делением теп л а и газо в , способных
к воспламенению . Р азли чаю т:
т ем п е р ату р у во сп лам ен ен и я, к о гд а вы деляю щ и еся газы восп лам ен яю тся от
поднесенного
п ламени;1
л
313
Т а б л и ц a
V t . 11
Температура воспламенения, горения и возгорания некоторых пород дерева
Температура, °С
Порода дерева
воспламенения
горения
возгорания
245
230
260
270
270
290
350
360
400
Д уб
Сосна
Ель
Т а б л и ц а
VI . 12
О гнезащ итны е составы , применяемые д л я пропитки крепи
подземных выработок
Составы
Степень
пропитки
Потреб­
ное ко ­
личество,
кг/м3
Смеси фосфор­
нокислого
аммония
I
II
III
80
48
20
III
20
-
•
Смесь фосфор­
нокислого и
сернокислого
аммония с к е ­
росиновым
контактом
П етрова
Х арактеристика
состава
Основное назначение
состава
Гигроскопичен
при относитель­
ной
влаж ности
воздуха
выш е
80 % ; пони ж ает
прочность д р ев е ­
сины
па
10—
15 %
Не
гигроскопи­
чен, не пони ж ает
прочности д р е в е ­
сины
Д л я пропитки элем ен ­
тов толщиной до
50 мм при отиоситсль
ной вл аж н о сти в о з ­
д у х а до 80 %
Д ля
поверхностной
пропитки элем ен тов,
защ ищ енны х от непо­
средствен н ого у в л а ж ­
нения
тем п ер атур у го р ен и я, при которой з а ж ж ен н ы е га з ы продолж аю т го р еть;
тем п е р ату р у во зго р ан и я , к о гд а вы деляю щ и еся га з ы сам и во сп лам ен яю тся
на во зд ух е (т а б л . V 1 .11).
Д л я п р едо хр ан ен и я др евеси н ы от во згор ан и я п р о и зво дят ее п р оп и тку о гн е ­
защ итными составам и (таб л . V I. 12).
Д л я п р едо хр ан ен и я древеси н ы одновременно от во зго р ан и я и гниения в о гн е­
защ итны е со ставы до б авл яю т фтористый натрий или д р у ги е антисептики.
Д и ам етр (см) в е р х н я к о в кр еп еж н ы х рам временной или постоянной д е р е ­
вянной крепи зави с и т от с р о ка с л у ж б ы вы р аб отки . При ср о ке с л у ж б ы менее
1 года
й- ъма¥ ш ) -
<V142)
более 1 го да
( V I .43)
■ ' - 6 д а ‘ >/ Ы Т
314
Толщ ина
(см)
затяж ки
из
досок
(V I.44)
где L — р ассто ян и е м е ж д у креп еж н ы м и р ам ам и , см; [сги ] — д о п ускаем о е н а­
п р яж ен и е на и згиб (д л я сосны 8—9 М П а).
Д и ам етр л еса д л я сто ек принимаю т равн ы м д и ам етр у в е р х н я к а и проверяю т
по д о п ускаем о м у напряж ению на сж а т и е с учетом продольною и зги ба и наклон а
стоек:
аСЖ~ «
( V I .45)
С 0 5 а < [а С ж Ь
где сс — у го л м е ж д у осью стойки и вер ти кал ью , г р а д у с ; Fc — площ адь поперечного сеч ен и я сто й ки , См2, if = 1 — 0,007-^- — коэффициент ум ен ьш ен и я доп у-
/1
у
d
скаем ого н ап р я ж ен и я (/ — дли н а сто и ки , см ; i = —------ наименьш ии
о р ад и ус
инерции сто й ки, d — диам етр сто й ки , см ).
Д ер евян н ую кр еп ь в ве р ти к ал ьн ы х в ы р аб о т ках п рим еняю т гл авн ы м образом
д л я кр еп л ен и я шурф ов, восстаю щ их, слеп ы х ш а х т и н егл уб о ки х стволов с неболь­
шим сроком с л у ж б ы . Ф орма поперечных сечений вер ти к ал ьн ы х горны х вы р аб о ­
ток при деревян н ой крепи п р ям о у го л ь н а я . О сновным элементом деревянной крепи
явл яю тся венцы . Венцы раскли н и ваю т в вы р аб о тке, а п устоты з а крепью зап о л ­
няют м елкой породой. Ч ерез 5— 8 м у стан авл и ваю т опорные венцы, укр еп л я е м ы е
в у гл у б л е н и я х вы р аб о тки .
Если кр еп ь во зво д ят п утем у к л а д к и одного вен ц а н а др уго й в восходящ ем
п о р ядке, то ее н азы ваю т сплошной венцовой. Д л я сплошной венцовой крепи
диам етр (см) .к р у гл о го леса
( V I .46)
гд е L — р асч етн ая дл и н а короткой стороны вен ц а, см ; Р — гори зон тальн о е д а в ­
ление го рн ы х пород на кр еп ь вы р аб о тки , М П а; [<ти ] — д о п ускаем о е н ап р яж ен и е
на поперечный и згиб м а тер и ал а кр еп и , М П а.
р азм ер стороны (см) б р усьев квад р атн о го сечен и я
( V I .47)
Д л я изго товлен и я крепи часто и спользую т с т а л ь и ч у г у н . С таль прим еняю т
в ви де п р окатн ы х профилей, п р утко в к р у гл о го и периодического профиля. Ч у гу н
в основном идет на и зготовлен и е тю бингов д л я кр еп л ен и я вы работок в сло ж н ы х
ги дро геоло ги чески х у сл о в и я х .
Металлическую
к р е п ь прим еняю т д л я к реплеч и я к а п и т а л ь ­
ных и п одготови тельн ы х вы работок со сроком с л у ж б ы более тр ех л ет , проводи­
мы х в по ро дах любой крепости.
Д о сто и н ства м еталли ч еско й кр еп и : зн а ч и тел ь н ая прочность, большой срок
с л у ж б ы , л е гк о с т ь м о н т а ж а , возм ож ность м н о гократн ого и сп о льзо ван и я, безопас­
ность в пож арном отнош ении. Н едо статки : сравн и тел ьн о вы со кая п ервон ач ал ь­
н а я стоим ость, сло ж н ость ремонта, п одверж ен н о сть коррозии.
В н асто ящ ее вр е м я наибольш ее расп ростран ен и е получили трап ец и еви дн ая,
ар о ч н ая, эл л и п со ви дн ая и ко л ь ц е в а я кр еп и . В зави сим ости от условий работы
кр еп ь в ы п о л н яется податливой или ж естко й .
Т р ап ец и еви дн ы е кр еп еж н ы е рам ы го т о в я т из р ел ьсо в (табл. V I . 13), б ы в­
ших в употреблен и и (ГО СТ 7173— 5 4 ), и б ал о к (таб л . V I. 14; V I. 15) д вутавр о во го
(ГО СТ 8239— 72) или ш веллерн ого профиля (ГО СТ 8240—72). Э ту кр еп ь при­
меняю т в вы р аб о тках небольш ого сечен и я с устан о ви вш и м ся горным давл ен и ем .
Стойки к р еп еж н ы х рам го то вят из профиля того ж е р азм ер а, что и в е р х н я к ,
с учетом геом етри ч ески х х ар а к т е р и с т и к (таб л . V I . 16).
315
Т а б л и ц а
VI . 13
Размеры профилей рельсов, мм
г
Тип
h
ь
Ьг
d
К
h2
Р18
90
80
40
1 0 , 0
47,1
42,9
7
4
Р24
107
92
51
10,5
53,6
53,4
13
3
РЗЗ
128
НС
60
1 2 , 0
57,0
71,0
1 2
4
Р38
135
1 14
6 8
13,0
67,81
67,19
13
2
Р43
140
114
70
14,5
68,5
71,5
13
4
R
Т а б л и ц а
V I .14
Разм еры профилей д в у т ав р о в ы х б ало к, мм
про­
филя
У
14
16
18
ISA
64
140 73
160 81
180 90
180 1 0 0
2 0
2 0 0
1 0 0
20А
2 0 0
ПО
2 2
2 2 0
1 1 0
2 0 0
1 2 0
1 2 0
12
ry \
R'
d ме
л е е 72 %
X
X
б -сi
уЬ
J
22 А
24
24А
27
27А
в
Ь
h
240 115
240 125
2 / 0
125
270 135
d
4.8
4.9
5.0
5.1
5.1
5.2
5.2
5.4
5.4
5.6
5.6
6 , 0
6 , 0
t
R
г
7,3
7,5
7 8
7.5
3.0
3.0
3,5
3.5
3.5
4.0
4.0
4.0
4.0
4.0
4.0
4,5
,=
8 ,1
8.3
8.4
8 , 6
8,7
8,9
9,5
9.8
9.8
1 0 , 0
8 , 0
8.5
9.0
9.0
9.5
9.5
1 0 , 0
1 0 , 0
10.5
10.5
1 1 , 0
1 1 , 0
Таблица
VI . 15
i
г
Р азмеры профилей ш веллеров, мм
№
про­
h
ь
d
R
филя
не &олее 10%
316
1 0
1 0 0
1 2
1 2 0
14
14А
16
16А
18
18А
140
140
160
160
180
180
2 0
2 0 0
20А
2 0 0
2 2
2 2 0
22А
2 2 0
46
52
58
62
64
6 8
70
74
76
80
82
87
7,6
4,5
7,8
4,8
8 ,1
4,9
8,7
4,9
8,4
5,0
9,0
5,0
8,7
5,1
9,3
5,1
9,0
5,2
9,7
5,2
9,5
5,4
5,4 * 1 0 , 2
7,0
7,5
8 , 0
8 , 0
8,5
8,5
9,0
9,0
9,5
9,5
1 0 , 0
1 0 , 0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,5
3,5
3,5
4,0
4,0
4,0
4.0
I
ю
оо со
оо
hh-
СП
СП СП со со о
со см
см -«* ю оо
со о со ю
сч
СО
00 со со со
ю Г".
со
со
о
со 00 сч
яо о&од о
«л • • ез
О‘ “
О S
в , 'й
2. и
о
тг
н
20 ^-- 50^
2&
°g *
о -Th 00 со
TJ* СО см со со
см O'!
оо
см со ”3" <о
LTJ
—
LO •гг оо
см СО
■rf оо СЧ СО оо оо
сч см см см
о
<£> 1"- о
ь.
оо
Ю оо
о
ю
о
ю
о
ю
Ю
о
г-~
ю
232
h I g я
К
со
2550
0 $ 5)
я* -Г
ю
о
h- о
184
S а’о
2 р. .
о
Г"» h-
203
СО
СМ
00
сч
я S 2
сл
1840
"V
СО
2030
I
CD
СП
0
о о h- о о
пю г- о о см
f-. I4-. ь. оо Is*- 00
1430
_
Sec; •
с2 0о =д ^. 51
н
см
‘
СП 00 со о оо о hю СО IN. по ОО сг> о>
143
««
£As s
—О X о
V 0.0
N
ю
со
Tt* Тр
00 00 05 СП о
о о о о
“
ч а>
,
Г"- ч* о о 00
г^- о> см ТР Г'сч сч со со с п
1С9
£
87 3
Х9.
\D
о to о
о
■1 *” *
“
1290
: го я
•©■о сх
-6-«
<и
оя ач н
а
СО
Г'- 00 5
о о о
572
л
см
00 со
со т* S со
со со со со см
н5 я u
Г"'Гр t--
S.S 8 ж
1§3<?
н
ej 3Ф*о
> *
сс
tf С.У s ’i,1К
2я ас сu g~ о'•
Т о о
“
С X
о
со
~
см О о
г<У>
см см
СО
hст> СО
сч
С"- •*Г
см см со
о оQ
0-.V
Е аз
о.
Си
-
00 ю
00 о
см Tt*
см см см
t-*см Ti* ■«t оо СП со
т*< h" о со IT. со со о
см см СЧ см см со
2
« 3
«о
<иО
SU
зэ
о
Си
аз
СМ
О
СО
ОС
«
ю Г'- СП Т* с
Cj
С
О
СМ
СО
н
U
J.O
•во
35 0
*
Н
5ь «eCQO
5Я
и рЮ и
т!« Г- О
Ч
^
то ’”4
СО
317
СО
СО
HS
2 "
о
СО
<М
ОО (М
СО
N
Tt*
с\
ОС'
о
О)
ю
о
о
—
s*g
i? сс «
л.
Я с,
s
■wo
•&« <у
(Пч
лн
о
^ о
аз
сс
о*
N
ОО N
—н
00 —« «о
ю <о о> о
О
О
СМ
СО
О
О
—
СО
N
со оо
о* — г — ‘
00
Ю
LfJ
^
СО
t"
-f
X
<v
*
н\ й>
h \h
О
П
О
О.
£ ' КS
S о.
л<
Ху °
ф
п
S С р;
I
>Н
*
2А °ОяЯ*Jй**
со
ю
-rf
со со
'*£
о
О
О
W
о
со
—
t
о
00* о
О
«
со
w
со h- ю ю о ю
о со ос г- со —
Ю О Ю О СО N
о
со -<* о_ оо а> со
со” Ю to Tf
'si*
СО
со
ю
—
^
о
о
ю
Ю
со
О
—
СО
со
0Э
со
Г}*
со
о
ь»
—
о
о
см
СО
о
—
о
o'
СО
(N
о
tC
СО
СО
03
т}* Ю
СО
00
О
СО
ОО
о
Ю
О
'ГГ
Ю
— 05
СО
N
СО
СО
ю
Tf
—
см
Г--
(Хм
=
■
а>ои. $5 5
><
I
£ 5О в“ .
О
V
(N
CN
со
2 ^ -
О
О
О
s
Г'. ГГ
см со
s y I—
f£ *к*«^й
5йу
о Si ц
£ 5 « с%.*%*
о
° «в 8§>so>
н
О. х*
лЕГФ
О д* "
2ч ос о
t- 5S <
С Сa 7
О
^ О
1"^. —« О—с о -н N
1Л
СО
W
оо
о о" tО С-.
-t
^
—
00 'Гр
О О
О
^
о
ю
ю
оо со
rp СО СО N
C l c i со"
—
со 00 Ю 04 см
см" rh Г-' о ” со
СО
СО
СО
rf
о
О О
1Л о
о" СО N <N ф
OO'^'+OIOO^C OCOOJCO
C 0 T f - L 0 N 0 0 O ’- ( N l ‘ 0 3 ( N i ‘
0 — 0
со о
со ю
Ю N СО О
—
—
СО СО Ч
иГ О N
—
—
—
СО О
со Ю
—
со со о ю N Ci О
СО ю t-г оо сгГ
rf
со со
ч Ч
00 — ю
9 , СО ч
СО* со -Ф
С М С О С О ^ Г
о
о
о
о
•ф
СМ
~о
<
UО
SU
со
н
о
о
н
о
ОМ -*р "гр t**»
О М ’t
_< 0_
П
_ со
__ со 00 Tf СО 00 со
(О
— СМ СО СО ' Ф
а а си а а
см см см см см са — — — — — —
31S
оС—<
Д л я и зго товлен и я арочны х м е­
тал ли ч ески х крепей применяю т стал ь
сп ец иальн ы х профилей (табл. V I. 17),
обладаю щ их примерно одинаковы ми
.моментами сопротивлен и я относительно
обеих гл а в н ы х осей и более полно по
сравнению с профилями общего н а зн а ­
чения отвечаю щ их усл о ви я м н а г р у ж е ­
ния крен и в горн ы х в ы р аб о тках . А роч­
н ая кр еп ь состоит из ар о к , м еж арочных м етал л и ч ески х с т я ж е к и ж е л е з о ­
бетонных или д е р е вян н ы х з а т я ж е к ;
а р к а — из одного вер хн его сегм ен та
и д в у х боковы х зве н ье в. Концы в е р х ­
него сегм ен та ар ки телескоп и чески
вх о д ят в боковы е з в е н ь я , а места
соединения с тяги ваю тся хо м утам и .
П о датливость крепи до сти гается за
счет вд в и ган и я одного в др уго й концов
звен ьев а р ки в м естах их соединения и
с о с т авл яет 3 2 0 —350 мм. В период по­
датл и вости с увеличен ием д авл ен и я
на кр еп ь р астет сопротивляемость
крепи, т а к к а к увели ч и ваю тся распор
и закл и н и ван и е боковы х плоскостей
профиля. П утем и зм ен ен ия силы з а ­
ж а т и я хо м утам и с ко л ь зящ и х сты ко в
соединений мож но р егул и р о вать с те­
пень п одатли вости креп и.
Расчет элементов металлической
т рапециевидной крепеоюной рамы сво ­
ди тся к определению номера профиля
п р о ката, д л я чего подсчиты ваю т д а ­
вление го р н ы х пород на о дн у р ам у и
затем определяю т м акси м ал ьн ы й и зги ­
бающий момент
М=
Ра
( V I .48)
Необходимый
верхн яка
момент
сопротивления
М
W=
(V I . 49)
[СТи]
По
необходимому м о м ен ту сопро­
ти вл ен и я подбираю т номер
б алки
(см. таб л . V I . 16).
М акси м альн о возм ож ное расстоян и е
м е ж д у креп еж н ы м и рамам и
L
—
5 а3
Расчет
подат ливой
VI. 15).
И нтенсивность н а гр у з к и
кровли
q — Ы у.
(V I . 50)
у ’
арки
(рис.
со стороны
( V I . 51)
319
Опорные реакции
( V I . 52)
где / — ш ирина вы р аб отки
ве, м.
Э Горизонтальны й распор
н=
дР
Qr
8/о
0 , l/o ’
по поч­
(V I . 53)
где /о — вы со та а р к и , м; Q — у п р у ­
гий отпор боковы х пород, к Н ; г —
р ад и ус вер хн ей д у г и а р к и , м.
Рис. V I. 15. Схема к расчету податливой
арки
(V I . 54)
гд е к — коэффициент у п р у го го отпора боковы х пород (таб л . V I. 18). В сечении
а р к к т п с коорди н атам и
у 7
-
(Н + <3)2
(V I . 55)
^ 0 = У~ Г — X- + h,
(V I . 56)
м акси м альн ы й изгибаю щ ий момент
М тах = л ( д
— Хо) — у
( у -
* » ) 2 - Н У й — 'Q ( У о — h ) .
( V I .57)
М омент соп р отивлен и я и зги б у
Мщах
W= :
(V I . 58)
К ] ’
по которому вы би раю т номер п р о к а та , а затем н а х о д я т о севы е уси л и я в опасном
сечении и н ап р я ж е н и я .
NхО
Уо — h
п У» — h
Q
Т.
( V I .59)
Бетонную
к р е п ь прим еняю т д л я кр еп л ен и я вы работок с больш им
сроком с л у ж б ы и при зн ачи тельном горном давл ен и и . Бетон слабо с о п р о ти вл я­
ется р астяги ваю щ и м и изгибаю щ им уси л и ям , поэтом у крепи придаю т ф орм у,
при которой во зн и каю т то л ько сж им аю щ ие н ап р я ж е н и я . При вер ти кал ьн о м гор
ном давлен и и в кач е ст ве основной формы крепи принимаю т сво дчатую с верти
кальны м и стен кам и . В зави сим ости от отнош ения п одъем а сво да к его п р олету
различаю т своды п о л уц и р к ул ь н ы е, подъем ко тор ы х равен половине п ролета
вы работки (hc — 0,5/), повы ш енны е (he > 0,5/) и п ониж енны е (йс< 0,5/). По
очертаниям различаю т своды цилиндрические, очерченны е одним р ади усом
трехц ен тровы е, очерченные д в у м я р ади усам и из тр ех центров, и п ар або ли чески е.
В ти повы х сеч ен и ях вы р аб ото к при трехцентровом сво де п рин яты р ади усы
R = 0,692/ и г = 0,262/.
Б е т о н — и скусствен н ы й кам енны й м атер и ал , п олучаем ы й в р езу л ь та т е
затв ер д еван и я смеси из в я ж у щ е го , кр уп н о го и м ел ко го зап олн и телей и воды.
В кач естве м ел ко го зап о л н и тел я прим еняю т п есо к, а кр уп н о го — гр ави й или
щебень из пород, прочность ко тор ы х д о л ж н а быть не н и ж е прочности бетона.
В яж ущ и е и во да я в л я ю тс я акти вн ы м и составляю щ ими бетона, а песок и круп ны й
заполнитель — инертными составляю щ ими.
32 0
Т а б л и ц а
V 1.1 8
Параметры выработок, закрепленны х арочной податливой крепью
Площадь
сечения
вы работки,
м2
Номер
профиля
Ширина
арки по
почве
вы работ­
ки. м
Высота
арки , м
Радиус
осевой
Дуги, м
Высота от
почвы вы ­
работки до
центра осе­
вой д у ги , м
Значение
коэффи­
циента
уп р уго го
отпора бо­
ковы х пород
5,5
6 ,5
7 ,5
8 ,5
10,5
12,0
14,5
17,2
14
17
17
19
22
27
27
27
2,5
3,2
3,2
3,5
4,2
4,7
5,0
5,2
2,5
2,6
2.8
2 ,8
3,1
3 ,3
3 ,3
3,4
1,2
1,5
1,5
1,7
2 ,0
2 ,2
2 ,3
2 ,4
1.3
1,1
1,3
1,1
1,1
1,1
1,1
1,2
38 ,2
4 2 ,8
47 ,8
5 3,5
66,0
7 6,5
8 9 ,5
9 8,3
Н аи бо лее распространенны м вя ж ущ и м д л я во звед ен и я горной крепи явля*
ется цемент. При затворен ии цемента водой о б р азуе т ся цементное тесто. Послэ
с х в а т ы в а н и я цемента н аступ ает период т вер д ен и я, в течение которого м ехан и ­
ч ес к ая прочность о бр азо вавш его ся цементного к а м н я постепенно н ар астает. Н аилучш ие у сл о ви я д л я твер ден и я обеспечиваю тся во вл аж н о й срсдс при тем п ер атур е
от 15 до 20 °С. При тем п ер атур е м енее 5 °С ско ро сть с х в а т ы в а н и я и твер ден и я з н а ­
ч и т е л ь н о -сн и ж ае т ся, а при — 10 °С с х в а т ы в а н и е п р ек р ащ ается.
В горном дел е и стр о и тельстве ш ирокое распространение получил порт ­
ландцем ент м ар о к, 300, 40 0 , 500 и 600 (ГО СТ 10173—75). М а р к а цемента х а ­
р ак т ер и зуе т предел прочности при сж ати и о бразцов, изготовленны х из раствора
со става 1 : 3 при водоцементном отнош ении В ; Ц — 0 ,4 .
О бразцы размером 4 0 X 4 0 X 160 мм и сп ы ты ваю тся через 28 с у т . на изгиб и
на с ж ати е.
У обычного п ортлан дцем ен та н ачало с х в а т ы в а н и я долж н о н аступ ать не р а ­
нее чем через 45 мин и за к ан ч и в а т ь с я не позднее чем ч ерез 12 ч с момента затворения. Д л я сокращ ен и я с р о ка с х в а т ы в а н и я в цемент в в о д я т до бавки в количестве
1,5—5 % по м ассе (хлористы й кал ьц и й и д р .). В н астоящ ее вр ем я вы п ускаю т
б ы стро схваты ваю щ и й ся цемент.
П ри агр есси вн ы х ш ахтн ы х во дах прим еняю т специальны е цемент ы : гл и н о ­
зем и сты й , ш лако вы й портландцем ент и др.
С остав бетона в ы р а ж а е т с я соотнош ением м а с с: 1 : А : Б , т. е. на одн у часть
цемента п р и ходи тся А частей п е с к а и Б частей гр а в и я .
Бетоны по плотности р аздел яю т на тяэюелые и легкие. Д л я горной крепи
прим еняю т в основном т я ж е л ы е бетоны с плотностью 2200—2300 кг/му.
По р асх о д у цемента на 1 м3 бетонной смеси р азли чаю т бетоны ж ирны е (бо­
лее 250 кг/м3), ср едн и е (200—250 кг/м3) и т ощ ие (менее 200 кг/м5). Д л я горной
крепи чащ е п рим еняю т ж и р н ы е и средн и е бетоны.
По консистенции бетонные смеси р азли чаю т о/сесткие, пластичные и лшпые.
Ж естки е смеси со д е р ж ат 6— 6,5 % воды от м ассы сух о й см еси. При у к л а д к е они
требую т ви б р ирован и я или тр ам б о ван и я. П л асти чн ы е бетоны со дер ж ат 6 ,5 —
8 % воды и хорошо у к л ад ы в а ю тс я при слабом трам бовани и . Л и ты е бетоны со­
д е р ж а т 8 — 12 % воды и свободно р асте каю тс я и у к л а д ы в а ю т с я в кон струкц и и
о п ал уб ки .
Д л я и зго товл ен и я горной креп и п рим ен яю т ж естки й бетон. П ластичны е
бетоны чащ е и спо льзую т при возведении ж ел езо б ето н н ы х ко н стр укц и й , а литы е
к с л у ч а е прим енения б ето н о укл адч и ко в и бетононасосов.
Ж е л е з о б е т о н — м атер и ал , состоящ ий из бетона и введенной в него
стальной ар м а ту р ы , работаю щ их в ко н стр укц и и совм естно. Б л а го д а р я это м у
И
П/р В. А . Гребеню ка н др .
321
ж елезо б ето нн ая кр еп ь способна нести зн ачи тельны е н а г р у з к и . С о вм естн ая работа
ар м атур ы и бетона обесп еч и вается хорошим их сц еп лени ем . К оли чество ар м а ту р ы
о п редел яется расчетом и х а р а к т е р и з у е т с я процентом а р м и р о ван и я, п р е д с т а в л я ­
ющим собой отнош ение общей площ ади сечения рабочей ар м а ту р ы к площ ади
сечения бетон а, вы р аж ен н о е в п р оц ен тах. Д л я горной креп и процент ар м и р о ван и я
принимаю т 0 ,5 — 1,5.
В п ласт-бетоне в кач естве вя ж у щ е го и спользую т си нтети ческие смолы р а з­
личного со с тава (эп окси дн ую и д р .) и спец и альн ы е д о б авки (полиэтиленполиамин
и т . п .).
П ласт-бетон х а р а к т е р и з у е т с я вы сокой прочностью н а с ж а т и е , и зги б и р ас ­
т яж ен и е, о тл и ч ается стойкостью против агр есси вн ы х вод и вы сокой водонепро­
ницаемостью.
Прочность бетона х а р а к т е р и з у е т с я его м ар ко й , к о то р ая п р ед с т а в л я ет собой
предел прочности на с ж ат и е куб и ч еск и х образцов в 28-дневном во зр асте. Н о р м ал ь­
ными усл о ви ям и твер ден и я бетона считаю тся т ем п е р ату р а 15—20°С и отно­
си тел ьн ая вл аж н о сть о кр уж аю щ ей среды 9 0 —95 % . Р азм ер ку б и к о в принимаю т
2 0 x 2 0 X 2 0 см. Д л я горной крепи прим еняю т бетон м а р о к 100, 150, 2 0 0 , 300,
4 0 0 , 500 и 600.
Объем готовой бетонной смеси меньш е сумм ы объемов составл яю щ и х. Соот­
ношение эти х объемов н азы ваю т коэффициентом вы х о д а бетона, которы й равен
0 ,6 —0,7.
Водоцементное отнош ение в зависим ости от необходимой прочности бетона
можно оп ределить из ф ормулы
( V I -6 0)
ki U )
где P.2S — прочность бетона в 28-дневном во зр асте; kx — коэффициент, у ч и т ы в а ­
ющий ви д зап о л н и тел я (д л я бетона на щ ебне /г2 = 3 ,5 , д л я бетона на гр ави и k —
= 4).
Удобнее п о л ьзо ваться ф ормулой, в которой водоцементное отнош ение за -
U.
D
менено цементоводны м -Б^28 — kzRr ( § - 0 , 5 ) ,
(V I .6 1 )
где k2 — коэффициент, учиты ваю щ ий ви д зап о л н и тел я (д л я г р а в и я k2 = 0 ,5 ,
д л я щебня — 0 ,5 5 ).
Д о п уск аем ы е н ап р яж ен и я бетона при сж ати и в ко н стр укц и и приним аю тся
с учетом коэффициента з а п а с а прочности /еп = 2 ,5 -М .
«с ж = ^ - -
.
Д л я п о луч ен и я 1 м3 бетона со става 1
определяю т по ф орм улам:
Щ 1 + А + Б)
( V I .62)
А : В коли чество составн ы х частей
V ’
<«-63>
:
( V , ' 64)
Щ = Р (1 + А + Б) ’
(V I-6 5 )
»
" й
п
т
а
г
гд е р — коэффициент вы х о да бетон а; у ц = 1300 — плотность ц ем ен та, кг/м3.
322
Толщ ина крепи в з а м к е сво да
do = 0 ,0 6
(VI. 66)
(V I. 67)
(V I. 68)
(V I. 69)
К р е п л е н и е горны х вы р аб ото к и н огда п р о и зво дят и с к у с с т в е н ­
ными
к а м н я м и (кирпич, бетониты и д р .).
К ирпич , п рим еняемы й д л я кр еп л ен и я, и м еет стан дар тн ы е разм еры 2 5 0 X
X 1 2 0 X 6 5 мм. Строительны ми нормами и п р ави л ам и н а горн оп роходчески е р а ­
боты р ек о м ен дуется и спользовать средн еобож ж ен н ы й кирпич м ар о к 150 и 175
с водопоглощ ением 10— 12 %. Кирпич до л ж ен быть стойким к агрессивн ы м водам
и морозостойким.
Бет онные камни р аздел яю т на бетониты , ш лако б ло ки и кам ни из горелы х
пород о твал о в. Б етониты го то вят из бетонной смеси. Д л я кл ад к и в е р т и к а л ь ­
ных стен им придаю т п р ям о уго л ьн ую ф орм у, а при о вал ьн о м очертании — к л и ­
новидную . М асса к а м н я при ручной к л а д к е с о с т а в л я е т 2 0 —29 к г . М а р к а камней
по СН и П У д о л ж н а быть не н и ж е 150.
Толщ ину крепи из и скусствен н ы х кам ней оп редел яю т по тем ж е ф орм улам ,
что и д л я бетона, и принимаю т с учетом стан д ар тн ы х разм ер ов бетонитов или
кирпича.
Т о р к р е т и р о в а н и е закл ю ч ае тс я в том, что на породу, кр еп ь или
д р угую поверхность с помощью сж ато го в о з д у х а н ан о сят раствор из смеси це­
м ен та, заполнителей и воды , которы й прочно с х в а т ы в а е т с я с поверхностью и
з а тв ер д е в ае т. М ате р и ал , образую щ ийся в р е з у л ь т а т е то р кр ети р о ван и я при м ел ­
ки х ф р акц и ях заполнителей (до 8 мм ), н а зы в а ет с я тор кр ето м (торкретбетоном ),
а при вклю чении кр у п н ы х фракций (до 25 мм) — набры згбетоном.
Н абры згбетон п олучил ш ирокое р асп ростран ен и е в разли чны х о б л астях
стр о и тельства, а в подземны х с о о р уж ен и я х с тан о ви тся одним из основны х м а ­
тер и ал о в д л я кр еп лен и я вы работок. К ром е того* его п рим еняю т д л я создан и я
покрытий, п редохраняю щ и х породу о т вы в етр и ван и я и о тс л аи ван и я , создан и я
ги дрои золяц и он ны х, о гнестой ки х и во здухон еп ро н и ц аем ы х покры тий, уси л ен и я
и ремонта бетонны х креп ей .
Н аибольш ее распространение получили следую щ ие типы крепи с использо­
ванием н аб ры згбетон а:
п о кр ы ти я непосредственно по породе;
а н к е р н а я кр еп ь в сочетании с покрытием из н абры згбетон а по с ет ке или без
нее;
а р к а или рамы с покрытием породы м е ж д у ними набры згбетоном.
Толщ ина п о кр ы ти я из набры згбетона не п р евы ш ает обычно 15 см. В кр еп ­
ки х п ородах с трещ иноватостью р ац и о н ал ьн ая толщ ина п о кр ы ти я с о ставл яет
3— 5 см. В п ородах сл аб ы х и р аздроблен ны х н абры згбетон прим еняю т в соч ета­
нии с усиливаю щ ими ар кам и из м е та л л а . В с л у ч а е неровной поверхности ВН И И Ц ветм ет р еко м ен дует вм есто ар о к п рим ен ять го то вы е ж елезобетонн ы е элементы
или ж е вы п о л н ять сам и арки из н аб ры згбетон а.
С остав н абры згбетон а долж ен обеспечивать быстрое сх ват ы ван и е м атер и ал а,
оптимальны й р асх о д ц ем ен та (таб л . V I. 19).
Д л я у ск о р е н и я твер ден и я в бетон д о б авл яю т фтористый натрий, тонкомоло­
тый алю миниевый сп ек и д р уги е компоненты в ко л и честве 2—5 % от м ассы це­
мента.
И*
323
Т аб л и ц а
VI. 19
Состав сухой смеси
Требуемый
предел проч­
ности на с ж а ­
тие, МПа
Р асход це­
мента на
1 м3 сухой
смеси, к г
Относительное
содерж ание
крупного з а ­
полнителя в
сухой смеси
Отскок м ате­
риала от вер ­
тикальной по­
верхности, %
Содержание
цемента в 1 м8
набрызгбетона,
кг
3 0 ,0
40,0
5 0,0
250
300
350
0 ,2 —0,3
0 ,3 —0,4
0 ,4 —0 ,5
1 0 -1 2
12— 14
16—20
3 0 0 -3 5 0
3 5 0 -4 0 0
4 5 0 —520
Т а б л и ц а
V I .20
Значение коэффициента k в зависимости от ти п а и ш ага крепи
Крепь вы работки
Н абры згбетон
А н кер а и набры згбетон
А рки и набрызгбетон
Шаг крепи, м
_
0 ,8 - 1 ,5
0 ,9 — 1,2
1,2— 1,5
Коэффициент kT
0 ,3 5
0,25
0,35
0 ,3 8
При повыш ении ко л и чества д о б авки р астет скорость с х в а т ы в а н и я ц ем ен та.
С р едн яя толщ ина крепи (см) из набры згбетона
d = ka j / J ,
( V I .7 0 )
гд е к — коэффициент, зави сящ и й от типа :<репи (таб л . V I .2 0 ); а — ш аг крепи
д л я вы р аб о тки , закреп лен ной то л ько набры згбетоном, ш ирина вы резанной д л я
расчета полосы бесконечной длины р авн а 1 м; q — горное д авл ен и е, М П а; Я р —
расчетное сопротивление н абры згбетон а растяж ен и ю (таб л . V I .21), М П а.
Толщ ину постоянной крепи с учетом возм ож ного р азв и ти я горного д авл е н и я
необходимо увел и ч и ть на 30 % .
С ущ ность кр еп лен и я горн ы х вы работок ш т а н г о в о й
к р е п ь ю за­
клю чается в том, что слои непосредственной кровли подш иваю тся к более прочной
основной кр о вл е или скр еп л яю тся м е ж д у собой ш тан гам и . С кр еп лен и е пород
кровли о су щ е ст вл я е тс я м етал л и ч ески м и , ж елезобетонн ы м и , деревян н ы м и или
сталеполнмсрш лми ш тангам и .
М еталлические ш т анги со сто ят из кр угл о го с т е р ж н я , н а одном конце ко ­
торого им еется р езьба и г а й к а , а на д р уго м — з а м о к , с помощью которого ш тан га
з а к р еп л я е тс я в ш пуре. К он стр укц и и зам ко в р азд ел яю т н а кли н ощ елевы е, р ас ­
порные и взр ы во расп ор н ы е.
Клинощелевые ш т анга и зго тавл и ваю т из кр угл о й стали диаметром 18— 25 мм .
Б замковой части им еется щ ель шириной 3— 5 мм и длиной 200— 250 м м , в к о ­
торую при у с т а н о в к е ш тан г в в о д я т кл и н ь я длиной 150—20 0 мм и толщиной 25—
40 мм. Ш тан гу при у ст ан о в к е в в о д ят в ш пур зам ко во й частью . При у д а р а х по
вы ступаю щ ем у из ш п ур а ко н ц у ш танги она н а д ви га е тс я н а кл и н , при этом р а з ­
резные половинки вн едр яю тся в п о ро ду стенок ш п ур а и за к р еп л я ю т с я . Д и ам етр
ш пура до лж ен быть на 10— 15 м м больш е д и ам етр а ш танги в зам ко во й ч асти .
После закр еп л е н и я ш танги на ее конец, вы ступаю щ ий из ш п ур а, н адеваю т опор­
ную п л и тк у и зави н чи ваю т г а й к у .
Н есущ ая способность з а м к а зави с и т от прочности пород на вд ав л и ван и е и
от площади к о н т ак т а р азр езн ы х половинок ш танги с породой. В породах средней
324
Т а б л и ц а
V I . 21
Сопротивление (МПа) набрызгбетона различным нагрузкам
М арки набрызгбетона
Виды сопротивлений
Н ормативное о сево м у сж атию (п ри зм ен н ая
прочность)
Н ормативное сж ати ю при изгибе
Н ормативное осевом у растяж ен и ю
Временное р астяж ен и ю при изгибе
Р асчетное осевом у сж ати ю (п р и зм ен н ая проч­
ность):
ар м и ро ван н ы е коистр укци и
неарм и рован н ы е конструкции
Р асчетн о е сж ати ю при изгибе:
арм ирован н ы е конструкции
н еарм и рованн ы е конструкции
Расчетное осевом у растяж ен и ю :
арм и рован н ы е конструкции
н еарм и рованн ы е конструкц и и
Расчетное р астяж ен и ю при изгибе
300
400
500
21,0
2 8 ,0
3 5 ,0
2 6,0
2,3
4 ,8
3 5 ,0
2,7
5 ,5
4 4 ,0
3,1
7 ,0
13,0
11,5
17,0
15,5
2 0 ,0
18,0
16,0
14,0
2 1 ,0
18,0
2 5 ,0
2 2 ,0
1,35
1,22
2,4
1,15
1,04
2,1
1,55
1,40
2 ,8
Т а б л и ц а
V I .22
Р асчетны е площ ади поперечных сечений и теоретическая масса
арм атурной стали
Н оминаль­
ный ди а­
метр стер ж ­
ней, мм
Площадь
поперечно­
го сечения,
см2
Теорети­
ческая
масса 1 м
стер ж н я, к г
Н оминаль­
ный д и а­
метр стер ж ­
ней, мм
Площадь
поперечно­
го сечения,
см2
Теорети­
ческая
масса 1 м
стер ж н я, к г
6
7
8
9
10
12
0,283
0,385
0,503
0,6 3 6
0,785
1,131
0,222
0,302
0,3 9 5
0,499
0,617
0.888
14
16
18
20
22
25
1,540
2,010
2,540
3,140
3,800
4,910
1,210
1,580
2,000
2,470
2,980
3,8 50
крепости н есущ ая способпость з а м к а д о ст и гает 100— 120 к Н . В сл аб ы х (/ < 12)
и кр е п ки х (/ > 12) породах кли н о щ елевы е ш тан ги п р и м ен ять не р ек о м ен д уется:
в первом сл у ч ае и з-за см я ти я пород з а м к о м , во втором с л у ч а е — и з-за слаб о го
р аскли н и ван и я з а м к а . Д остоинством кли п о щ елевы х ш тан г я в л я е т с я простота
ко н стр укц и и и достаточно в ы с о к а я н е су щ а я способность ш тан г. Д а н н а я ко н ­
с т р у к ц и я ш тан г я в л я е т с я н еи звл екаем о й .
Штанги с распорным замком со сто ят из м етал л и ч еско го сте р ж н я ди ам етром
2 0— 25 мм и пустотелой го ло вки , в которой помещен з а р я д низкобри зан тн ого В В .
З акр еп л ен и е з а м к а о су щ е ствл яе тс я в ш п уре в р е з у л ь т а т е р а зд у т и я го л о вки при
р зр ы ве з а р я д а . Щ танги р еко м ен дуется п р и м ен ять в м я г к и х гли н исты х п о ро дах.
Ш танги рассм отренны х ко н стр укц и й способны восприним ать н а г р у з к у с р а з у
после их устан о вки .
Ж елезобет онные ш т анги получаю т в р езу л ь та т е зап олн ени я песчано-цем ентиым раствором ш п ур а, в который затем в в о д я т стал ьн ую а р м а т у р у .
В кач естве ар м ату р ы и спользую т с тал ь периодического профиля ди ам етром
16—25 мм (таб л. V I .22). И ногда прим еняю т а р м а т у р у из н еск о л ьк и х стер ж н ей
325
небольш ого ди ам етр а или сви ­
ты х п роволок, а т а к ж е исполь­
зую т о тр езки очищ енного от
см азк и стар о го стал ьн о го к а ­
н ата.
Зап о лнен и е с к в а ж и н р ас­
твором п р о и зво дят с помощью
п н евм ати чески х
н агн етател ей .
Д остоинством ж елезобетон­
ных ш тан г я в л я е т с я то, что р ас­
тво р , заполняю щ ий с к в а ж и н у ,
со зд ает прочный ко н т а к т с по­
родой по всей длине ш танги и
п оэтом у н аилучш им
образом
п р еп я т ст ву е т смещению и р ас­
слоению пород.
Ш танги вступ аю т в работу
лиш ь после приобретения р ас­
твором определенной прочности,
поэтом у их целесообразно при­
м ен ять в тех с л у ч а я х , к о гд а д а в ­
лен и е в вы р аб о тке начинает
проявляться
через некоторое
вр е м я . При быстротвердею щ см
цементе это т срок со кр ащ ается
до 5—б ч.
Д еревянны е ш т анги п р ед­
с тавл яю т собой к р у г л ы е с те р ж ­
Рис. V I. 16. Анкер в момент установки и после з а ­
ни ди ам етр о м 3 5 —60 мм , на
крепления:
обоих ко н ц ах ко тор ы х у ст а н о в ­
а — быстротвердеющими химическими
смола­
ми; 6 — быстротвердеющими смесями на цемент­
лены з а м к и кли н ощ елевого ти па.
ной основе
Щ ели шириной 4 —5 мм расп о ­
л а га ю т во взаи м н о п ер п ен д и ку­
л я р н ы х п л о ско стях . Д л и н а щ ели на глуби н н ом кон ц е ш тан ги 4 0 0 —450 м м , а на
контурном — 20 0 —250 м м . С терж ни го то в я т из прочных пород л ес а (ли ствен ­
н ица, дуб и т . п .), но часто и сп о л ьзую т и сосн у. К л и н ь я го т о в я т из д у б а , б е­
р езы , лиственницы и прессованной др евеси н ь:. И х д л и н у принимаю т на 3 0 —
4 0 мм меньш е дли н ы щ елей, а толщ и н у 2 0 —25 мм.
Ш тангу со вставл ен н ы м клином в в о д я т в ш пур до уп о р а в забой. У д а р я я по
вы ступ аю щ ем у из ш п ур а ко н ц у ш тан ги , подвигаю т ее н а кл и н . В н едр ен и я д ер е­
вянной ш танги в б ока ш п ур а не прои сходи т, поэтому н е су щ а я способность з а м к а
деревянной ш танги о п р ед ел яется в основном сопротивлением древеси н ы смятию
поперек волокон и площ адью к о н т а к т а с породой. При ручной з а б и в к е ш тан г
н есущ ая способность з а м к а с о с т а в л я е т 10— 15 к Н , а при механ и зирован н ой
за б и в к е или з ад авл и ван и и она п о вы ш ается до 35 40 кН .
Д ер евян н ы е ш танги прим еняю т преимущ ественно в вы р а б о т к а х небольш ого
поперечного сечен и я со сроком с л у ж б ы до одного го да при л е гк и х у сл о в и я х
п о ддер ж ан и я.
Сталеполимерные ш т анги со сто ят из к р у гл о го стал ьн о го с т е р ж н я и у п л о т ­
нительного к о л ьц а. Н а конце ш уан ги , н ахо д ящ его ся у ко н т ур а вы р аб о тки ,
и м еется р езьб а д л я га й к и и о п ор н ая п л и тка. Глуби н н ы й кон ец зак р еп л я ю т
в ш пуре с помощью бы стротвердею щ его полимербетона, состоящ его из смолы ,
о твер ди тел я, у ск о р и т е л я твер д ен и я и м ел ко го н ап ол н и тел я. Д л я подачи полимербетоннок смеси в забой ш п ур а обычно и спользую т п о ли эти лен овы е ам п у л ы ,
наполненные смесью смолы , у ск о р и т е л я и н ап олн и теля. О гвер ди тел ь в в о д я т в а м ­
п у л у в закр ы то й стекл ян н о й п роби рке (ри с. V I. 16).
При у с т а н о в к е ш тан ги а м п у л у в в о д я т в ш п ур, до сы л аю т до заб о я стер ж н ем
ш танги, р а з д а в л и в а я а м п у л у и п р о б и рку с о тверди телем . З атем кон турн ы й конец
ш танги временно р аскли н и ваю т в у с т ь е ш п ура. В р ем я твер д ен и я со става полим ербетсна не п р евы ш ает 15—20 мин.
326
Внутренний диаметр штанги
гд е N — си ла п р едвари тельн ого н а т я ж е н и я ш тан г, Н ; q — давл ен и е го рн ы х по­
род на единицу площ ади кр о вл и , М П а; S — п лощ адь к р о вл и , п р и х о д я щ а я с я на
одну ш т а н гу, м2; [Ор ] — д о п ускаем о е н ап р яж ен и е н а р азр ы в м атер и ал а ш тан ги ,
М П а. Д л и н а ш танги
= ^в гЬ
+ ^з»
( V I .7 2 )
гд е /в — гл уб и н а зоны возм ож н ого обр уш ен и я пород, со о тветствую щ ая вы соте
сво да обр уш ен и я, а при сводчатой к р о вл е — разности м е ж д у высотой сво да
обруш ен и я и подъемом сво да вы р аб о тки , м ; /п — д л и н а вы ступаю щ ей из с к в а ­
ж ины части ш тан ги , м ; /3 — величина з а гл у б л е н и я зам ко во й части ш танги в уст о й ­
чивую зо н у пород, м.
(V I . 73)
■= 0*4 ] /
гд е а р — временное сопротивление м а т ер и а л а ш танги на р азр ь:в ; £р — д о п ус т и ­
мое сопротивление породы на р а зр ы в , М П а (д л я пород средней креп ости &р =
= 0 ,1 -^ 0 ,2 , д л я кр е п ки х £р = 0 ,3 -f-0 ,5 ).
Р ассто ян и е м е ж д у ш тан гам и и в р я д у
а ш = (0>6
0,7) /ш .
(V I .74)
Ш танги в б о к ах вы р аб ото к при н еустой ч и вы х б о ко вы х породах обычно при­
нимают того ж е ти па и дли н ы , что и в кр о вл е . При этом вы сота сво д а о бруш ен и я
<V L 7 5 >
где ф — уго л вн утр ен н его трен и я пород; L' — ш ирина сво да обруш ен и я.
L ' = L + 2 / t t g - °A
( VI . 76)
где L — ш ирина вы р аб о тки , м ; h — вы со та вы р аб о тки , м.
§ 103. Средства механизации крепежных работ
В се известны е ср едства м ехан и зац и и к р еп еж н ы х работ можно р аздел и ть
на четы ре гр уп п ы :
ср е д с тв а м ехан и зац и и во звед ен и я р ам н ы х креп ей — маш ины , м ехан и зм ы
и приспособления, м ехани зирую щ и е у с т а н о в к у о тдел ьн ы х элем ен тов рам н ы х к р е ­
пей, а т а к ж е м аш и н ы , прои зводящ и е д о с т а в к у и р а з г р у з к у элем ен тов кр еп и ,
з а б у т о в к у п р остран ства м е ж д у вы р аб отко й и крепью ;
кр еп еукл ад ч и к и — маш ины и м ехан и зм ы , п рои зводящ и е операции по во з­
ведению крепей из бетонов, м ел ки х и кр у п н ы х б ло ко в и тю бингов;
с р ед ства м ехан и зац и и возведен и я монолитных креп ей — м ехан и зи р о ван н ы е
о п ал уб ки , бетон ом еш алки , бетононасосы , п риготовляю щ ие и укл ад ы ваю щ и е бе­
тон з а о п а л у б к у , то р кр ет-п уш ки и маш ины д л я безопалубочного б етон ирован и я,
а т а к ж е р азли ч ны е а гр е га т ы , п рои зводящ и е весь ко м п л екс работ по возведению
монолитной креп и;
ср едства м ехан и зац и и во зведен и я а н кер н ы х крепей — м ехан и зм ы д л я б ур е ­
ния ш п уро в и уст ан о вк и ан кер о в, а т а к ж е приборы и устр о й ства д л я ко н тро л я
з а кач ество м у стан о вки ан кер н ы х креп ей и их работы в процессе э к с п л у а т а ц и и .
К р еп е уст ановщ ик КП-500 ко н стр укц и и К Н И У И (рис. V I. 17) п редн азн ачен
д л я во зведен и я сборной ж елезобетонной рамной крепи в го р и зо н тал ьн ы х и н а ­
кло нн ы х вы р а б о т к а х сечением от 5 до 16 м2, а т а к ж е д л я подъем а кон тей н еров
327
с з а т я ж к а м и , до ставк и и н асти л ки рельсового п ути . К репеусТ ановщ ик состоит из
напраЕляю щ их 1 с п о двескам и д л я закр еп л ен и я н а э л ем ен тах рам кр еп и , т е ­
л е ж к и 2 д л я перемещ ения вдоль вы работки по н ап равляю щ и м , поворотного
устр ой ства 3 , телескоп и ческой стр елы 4 с ун и вер сал ьн ы м за х в а т о м 5.
К рат кая т ехническая характ ерист ика крепеуст ановщ ика КП-300
К он стр укц и я во зво ди м ы х к р е п е й ...................................................
Р ам н ы е, трапецие­
видны е
СпосоС перемещ ения . . . ....................................
.....................Ги др одви гателем по
м о н ор ельсу
П ривод рабочего о р ган а .......................................................................
Э л ектр оги др авл и -
ческий
Сечение обслуж и ваем о й вы р аб о тки , м 2 . ...............................
Грузоподъемность, к г ............................................................................
О бслуживаю щ ий персонал, ч е л . ...................................................
Габариты , мм:
д л и н а ................................................................................................................
в ы с о т а ...........................................................................................................
ш и р и н а ...........................................................................................................
М асса, к г ...........................................................................................................
5 — 16
300
2
2100
600
950
500
К простейшим устр ой ствам д л я возведения крепи о тн о сятся крепеподъем ники ППР-1ау ПТК-1 и м онт аж ная ст рела (таб л. V I .23).
Рычажный подъем ник ППР-la кон струкц и и И Г Д им. А . А. С кочинского
предназначен д л я подъема и у стан о вки элементов кр еп и . Он состоит из д в у х
ш арнирно соединенны х м е ж д у собой тр у б — опорной и подъемной, ручного
328
Та б л и ц а
V 1.23
К р а т к ая тех н и ч еская хар актер и сти к а устр о й ств дл я возведен и я крепи
Тип устройства
П оказатели
К он стр укц и я возводи м ы х
крепей
Способ перемещ ения
П ривод рабочего о рган а
С ечение о бсл уж и ваем о й вы ­
рабо тки , м2
Гр узоп одъем н ость, кг
О бслуж иваю щ ий персонал
чел.
Г аб ар и ты , мм
вы сота
длин а
ширина
М асса, к г
ППР-1а
п т к -1
М онтаж ная
стрела
Р ам н ы е
Р ам н ы е
П ерестановкой
вр уч н ую
Ручной
П ерестановкой
вр учн ую
Э лектри чески й
5 — 14
5 — 12
Р ам н ы е, ароч­
ные, ко л ьц евы е
П ерестановкой
вр уч н ую
П н евм ати че­
ский
5— 12
200
2
200
2
200
2
790
3400
250
95
910
3200
530
86
230
980
150
13,6
винтового д о м кр ат а и расп олож ен н ы х на конце подъемной трубы п о дхвато в д л я
у к л а д к и в е р х н як о в и д р у ги х элем ен тов кр еп и . Д л я устойчивости подъемник имеет
отки дны е уп ор ы . При вращ ении р у к о я т к и д о м кр ат а конец подъемной труб ы с у л о ­
ж ен н ы м и на нее элем ен там и
креп и п о дни м ается к кровле.
К репеподъём ни к
ПТК - /
(ри с. V I . 18) предн азн ачен д л я
устан о вки д е р е вян н ы х и др уги х
р ам н ы х кр еп ей . Он п р ед с т а вл я ­
ет собой р азд ви ж н ую сто й ку /,
н а которой укр еп л ен ы леб едка
2 , з а х в а т 3 и кр ю к 4. П риво­
дом л еб едки с л у ж и т эл ек тр о с ­
верло 5. К а н а т л еб едки п р оп у­
щен ч ерез отклоняю щ ий ролик
6 и прикреплен к к р ю к у .
М онт аж ная ст рела (рис.
V I. 19) п р и м ен яется д л я п о дъ ­
ем а в е р х н я к о в рам н ы х крепей
из сп ец и альн ы х профилей про­
к а т а , вер хн и х элем ен тов к о л ь­
ц евы х крепей и п о дхвато в ан ­
кер н ы х кр еп ей . С тр ела состоит
из у з л а з а х в а т а /, д в у х щ ек 2,
опорного б ло ка 3 и н ап р а в л я ­
ющих роли ков 4. С тр ела з а ­
к р е п л я е т с я на вер хн и х элем ен ­
т а х рам при помощи з а х в а т а .
П одъемный к а н а т 5 п о ддер ж и ­
в а е т с я н ап равляю щ и м и роли­
кам и и о ги б ает опорный б ло к,
при этом кон ец к а н а т а при­
кр еп ляется
К
погрузочной
Рис. V I .18. крепеподъемник ПТК-1
329
Рис. V I. 19. М о н т а ж н а я с т р е л а
м аш и не, а д р уго й с помощью заж и м н о го устр о й ства к подни м аем ом у эл ем ен ту
кр еп и . После у стан о вки рам ы с т р е л у п ереставляю т.
З абут овочная маш ина МЗ-З (таб л . V I .24) ко н стр укц и и ВНИИОМ Ш С пред­
н азначена д л я м ехан и зац и и работ по заполнению забутовоч н ы м м атери алом
п у сто т з а крепью при проведении го ри зон тальн ы х и н акл о н н ы х го рн ы х в ы р а ­
боток.
З агр уж ен н ы й в во р о н к у приемного б ун к ер а забутовочны й м атер и ал п о п адаег
в ячей ки б араб ан н ого п и тате л я, которы й вр а щ а я с ь , з а х в а т ы в а е т его и подает
в к а м е р у см еш ен ия под струю с ж ат о го в о з д у х а , тран сп орти рую щ его м атер и ал
по труб оп р ово ду в заб у то в ы вае м о е п р остран ство. Д л я п ы л еп о д авл ен и я по к о н т у р у
приемного б у н к е р а у стан о вл ен ы оросители.
З аб уто во ч н ая м аш и н а у с т а н а в л и в а е т с я м е ж д у р ел ьсам и . М атер и ал д о ста­
в л я е т с я в в а го н е т к а х с откры ваю щ и м ся днищ ем, из ко тор ы х он р а з г р у ж а е г с я
в приемную во р о н к у маш ины.
М аш ина М З-З м о ж ет р або тать в вы р аб о тках сечением более 8 м 2 и п о д авать
забутовочн ы й м атер и ал по го ри зон тал и до 150 м , по вер ти к ал и — на 6—8 м.
Т а бл и ц а
V I .24
Т ехн и ч еская х а р а к т е р и с т и к а заб уто во ч н ы х маш ин
Тип машины
П оказатели
П роизводительность, м*/ч
К рупность к у с к о в забутовоч и ого м ате ­
р и ал а, мм
Д и ам етр труб оп р ово да, мм
Д в и гат ел ь п ривода
Р а с х о д во з д у х а при давлен и и 0 ,3 —
0 ,5 М П а. м¥мин
Р асх о д воды на 1 м* заб у т о в к и , л
Габариты , мм
длин а
ш ирина
вы сота
М асса, кг
330
МЗ-З
ЗК-1
15-г 20
Д о 50
5-^-7
50
100
П невматический
25
100
П н евм атический
20
100
100
2000
1200
1000
100
1600
800
650
40
Забут овочный комплекс ЗК-1 (см.
таб л . V I .24) п редн азн ачен д л я м ехан и зи ­
рованного зап о л н ен и я п усто т з а крепью
при проведении го ри зон тал ьн ы х и н а ­
кл о н н ы х вы р аб о то к сечением более 8 м2.
К о м п л екс ЗК -1 состоит из стр уй н о го
ап п ар ата и сп ец и альн ы х ваго н ето к д л я
д о ставки породы. Он м о ж ет п о д авать з а ­
бутовочный м атер и ал на р асстоян и е до
3 0 м по гори зон тали и до 5—7 м по
вер ти к ал и .
К репеукладчик УТ-1 (таб л . V I .25)
ко н стр укц и и
Ц Н И И П одземмаш
п р ед ­
н азначен д л я во звед ен и я креп и из ж е л е ­
зобетонны х п ли т и тю бингов в гори зон ­
т а л ьн ы х в ы р аб о т ках и п р ед ставл яет собой
сам оходн ую п латф орм у, на которой см он ­
ти ро ван а ко лон н а с подъемной т ел еск о ­
пической стр ело й , вы д в и ж н а я п л ощ адка
д л я рабочих, м асл о стан ц и я, электр о об о ­
р удо ван и е и п у л ь т уп р авлен и я/ Д л я з а к р еп лен и я элем ен тов крепи на конце
ш тока стрелы предусм отрено сп ец и альн ое
з а х в ат н о е устр ой ство — м о н таж н ая в и л к а .
К о н с тр у кц и я з ах ват н о го устр о й ства п о­
з в о л яе т б рать эл ем ен т крепи из любого
сто п о ло ж ен и я в вы р аб о тке. Н а в ы д в и ж ­
ной п лощ адке
рабочие о сущ ествл яю т
соединение тю бингов. К р е п е у к л а д ч и к р а ­
бо тает
совместно
с платформой д л я
тр ан сп о р ти р о ван и я тюбингов.
К репеукладчик К -100 ко н стр укц и и
ВНИИОМ Ш С п редн азн ачен д л я м е х ан и ­
зац и и кр еп лен и я го ри зон тал ьн ы х в ы р а ­
боток и кам ер вы сотой до 5 м , а т а к ж е
м о ж ет быть и спользован к а к к р ан д л я р а з ­
л ичн ы х м о н таж н ы х и ремонтных работ.
К р е п е у к л а д ч и к К - 100 (рис. V I .20) п р ед ­
с т а в л я е т собой полнопозоротную п л а т ­
ф орму, укр еп л ен н ую на сам оходной т е ­
л е ж к е . Н а платф орме размещ ены ко л о н ка
п оворота 1, н а которой ш арнирно у к р е п ­
л ен а тел еск о п и ч еская стр ел а 2 , п у л ь т
у п р ав л е н и я 3 и каб и н а м аш иниста 4
с защ и тн ы м ко зы р ь ко м 5. С тр ела к р а н а
м о ж е т п о во р ач и ваться в вер ти кал ьн о й
плоско сти на 130° с помощью симметрично
располож енн ы х по бокам ги дроц и ли нд­
ров б, а в горизонтальной п лоскости на
90° вп р аво и 150° влево ги д р о м ехан и з­
м ом, помещ енным вн утр и колонны по­
во р о та. Н а конце стр елы у кр еп л е н а съ ем ­
н а я к р ю к о в ая п о д ве ск а, к о то р ая при
необходимости м о ж е т быть зам ен ен а го ­
ловкой д л я з а х в а т а тю бингов, грейф ером,
ковш ом д л я поддирки почвы и др.
К репеукладчик
МШ ко н стр укц и и
Н И И О ГР пр едн азн ачен д л я м ехан и зац и и
во зведен и я блочной бетонной крепи в г о ­
р и зо н тальн ы х и н акло н н ы х в ы р аб о тках .
сх а
а а
3
о
СО
СО
О
ю
со
о
о
CN
ю
Lо
—
(N
О
О
О
[>.
лм ‘вэовщ
JM ‘чхэонкэ
-4,VouoeXdj
а 5
1
s * 2
Iю
—
о
о
<JD
СО
—
I
О
о
о
О
^
СО
— со
I
со
I
OJ
CQ
си-
ч
о
*
<у я
^ 2 °
(?) o h
о
с
§
о
CJ
Я"
^ ЕС
32
<У
J3
»
° <у
0>
л
за
с
I 1 1 3
а>
=
4? S 'S «§ о
Ь
>>
331
Рис. V I . 20. К р е п е у к л а д ч и к К-ЮО
S B
JM
Т
д
а
5
г
L
6
/-----
/а\-§к
г
Lи 0
Рис. V I.21. Технологические схемы, применяемые при креплении бетоном
Р азр аб о тан о 7 ти п оразм еров к р е п е у к л а д ч и к а в соответствии с количеством тигюр азм ер о в блочной креп и.
Д л я м ехан и зац и и у к л а д к и бетонной смеси при креплении вы р аб ото к м оно­
литными бетонной и железобетонной кр еп ям и прим еняю т бетононасосы, пневмоп и татели , бетономаш ины в ко м п л ексе с различны ми доставочными и з а гр у з о ч ­
ными устр о й ствам и , а т а к ж е ун и вер сал ьн ы м и сборными и передвиж ны м и о п ал у б ­
кам и .
Т ехн и ко -эко н ом ич ески е п о казател и прим ен ен ия это го ви да крепи в зн ачи ­
тельной степени з а в и с я т от принятой схем ы орган и зац и и работ, в которой опре­
деляю щ ими моментами я в л я ю т с я способ п риго товлен и я и тран сп орти рован и я
бетонной смеси. М ож но вы дели ть н еско л ько основны х техн оло ги чески х схем ,
п р и м ен яем ы х при креплении (рис. V I .21).
П е р в а я с х е м а (см. рис. V I .21, а) п р ед у см атр и вае т п о дачу бетонной смеси
к с тв о л у авто сам о свал ам и , азто бетоносм еси телям и или приготовление ее вблизи
ств о л а. Смесь по тр уб ам в стволе н а п р а в л я е т с я в пром еж уточны й б ун к ер , у с т а ­
новленный на горизонте, а затем п н евм о н агн етател ем п о дается з а о п а л у б к у .
При значительном расстоянии до м еста у к л а д к и (более 400 м) бетон тран сп ор ти ­
рую т н ескольки м и п н евм о н агн етател ям и или в в а го н е тк а х .
В т о р а я сх ем а (см . рис. V I .21, б) п р ед у см атр и вае т тран сп орти рован и е по
ство л у готовой смеси в в а го н е тк а х с п ер егр узко й ее в н агн етател и или бегононасосы у м еста работ.
Т р е ть я схем а (см . рис. V I .21, в) п р ед усм атр и вает приготовление бетонной
см еси в ш ахте.
Д л я подачи смеси з а о п а л у б к у ш ироко п р и м ен яю тся и н евм о б ето н о укл ад­
чики , вклю чаю щ ие н агн етател ь , бетоновод и ресивер.
Р азли ч аю т три основные ко н стр укц и и н агн етател ей кам ерного типа
(рис. V I .22) с подводом во зд ух а в нижнюю часть р е з е р в у а р а (ри с. V I .22., а)
в среднюю часть р езе р в уа р а (рис. V I .2 2 , б) и со ш нековы м побудителем
(рис. V I .22, в).
333
Т а б л и ц а
V I .26
Т ехническая хар актер и сти к а н агн етател ей
П оказатели
П роизводительность, м 3/ч
Е мкость н а гн ет ат ел я, л
Е мкость р еси вер а, л
Д иам етр бетоновода, мм
К олея платф ормы, мм
Г абариты , мм
длина
ширина
вы сота
М асса ко м п л екта без т р у б , к г
УБ-1
ПН-0,3
ПН -0,5
5— 6
70 0
9
450
1,6
150
15
620
1,8
150
О тсутствует
150
750
О т сутствует
2200
117 2
1700
24 20
1600
1000
1500
27 20
1600
1300
2000
3340
Т а бл и ц а
V I .27
Т ехни ческая хар актер и сти к а бетоноукладочны х комплексов
М арка
П оказатели
П роизводительность, м?/ч
Е мкость, мг
загрузочной кам ер ы
р есивера
ковш а
Р асхо д с ж ат о го в о з д у х а на 1 м ? , м?
Д и ам етр бетоновода, мм
Г абариты , мм
длина
ширина
вы сота
М асса, к г
33 4
БУК-1
Л П Б У -2
5
4
0 ,5
—
0,1 2 5
14
150
0,3
0 ,4
0,1 5
12
150
2850
1240
2250
1500
4100
1120
1650
1100
Н агн етател и с подводом с ж ат о го в о з д у х а в верхню ю ч асть и к вы ходн ом у
ко л ен у менее сло ж н ы по ко н стр укц и и и н а х о д я т наибольш ее расп ростран ен и е
(таб л. V I .26).
В вы р аб о тках небольш ого сечен и я д л я во зведен и я крепи ш ироко прим е­
н яетс я ко м п л екс Б У К -1 ко н стр укц и и ВНИИО М Ш С (ри с. V I .23; т а б л . V I .27 ).
Он состоит из пн евм ати ческого н а гн е т а т е л я со ски п овы м загр узо ч н ы м устр о й ­
ством и бетоновода. С киповое загр узо ч н о е устр о й ство , смонтированное н а раме
транспортной т е л е ж к и , предназначено д л я п е р е гр у зк и бетонной смеси из бетоно­
во за в н агн етател ь . Бетоновоз с н аклон ны м днищ ем сн абж ен пневмоподъемником
и ви братором д л я у ск о р е н и я р а з г р у з к и смеси.
Н а р у д н и к ах Восточного К а з а х с т а н а п рим еняю т ко м п л екс Л П Б У -2 , ко н ­
стр укти вн о й особенностью которого я в л я е т с я н аличие в нем реси вер а (рис. V I .24 ).
Б ето н о укл адч и к смонтирован н а транспортной т е л е ж к е 1 и состоит из з а г р у з о ч ­
ного ко вш а 2У н а гн ет а т ел я 3 и р еси вер а 4.
Б е т о н о н а с о с ы применяю т д л я д о ст авк и бетонной смеси на рассто ­
яние 3 0 0 —400 м по горизонтали и до 50 м по вер ти к ал и . Д л я них х ар акт е р н а
н ебольш ая ско ро сть истечения смеси.
Ц Н И И П одземмаш ем разработан бет он он а сос УБС-5В (таб л . V I .28) с ги д р а ­
влическим приводом, предназначенны й д л я подачи бетонной смеси з а о п а л у б к у
при возведении монолитной бетонной кр еп и .
Та б л и ц а
V I .28
Техни ческая х ар а к т е р и с т и к а бетононасосов
М арка
П оказатели
П рои зводи тельность, м 3/ч
Д ал ьн о сть подачи, м:
по горизонтали
по вер ти кал и
М а к си м ал ь н ая кр у п н о с ть заполните­
л я , мм
Мощность п р ивода, к В т
Е мкость б ун к ер а, м?
Г аб ар и ты , мм
длина
ш ирина
вы со та
М асса, к г
УБС-5В
С-296А
С-294 А
СБ-85
5
10
40
20
100
10
150
250
40
150
220
30
283
350
50
207
40
0,45
14
0,45
40
2,8
0 ,8
2650
830
1000
1000
2500
1350
1700
2700
5950
2040
3 175
12 000
60
4000
20 00
1800
6000
335
Рис. V I.25. Ленточный укладчик бетонной смеси УБТ-5
Бетононасос со сто и т из б у н к е р а , рабочего ц и лин дра, ги дроп ри вода, ги дро ­
системы, затв о р а и рамы . Б ун к ер устан о вки кр еп и тся к к о р п у с у з а т в о р а , с одной
стороны которого присоединен бетоновод, а с д р уго й — рабочий цилиндр. З а с а ­
сывание бетонной смеси из б ун к ер а в рабочий цилиндр происходит при обратном
ходе порш ня, во вр ем я которого затво р о м бетононасоса п е р е к р ы ва е тс я бетоновод.
При дви ж ен и и порш ня вп ер ед затв о р о ткр ы вает бетоновод, п е р е к р ы в а я го р л о ­
ви н у б ун к ер а .
Разм еры бетононасоса п о зволяю т р азм ещ ать его с б о к у путей в вы р аб о тках
сечением 5 м2 и более.
Э кс п л у атац и я у стан о во к У Б С -5В п о к а за л а их эф ф ективную р аб о ту в с л у ­
ч а ях , к о гд а бетон п о ступ ает в б ун к ер б ето н о укл ад ч и ка непосредственно из бе­
тоносмесительны х устан о во к или по тр уб ам . При подаче бетона к м есту работы
в ваго н етк ах во зн и к ает необходимость в его п е р е гр у з к е . Д л я у к л а д к и бетонной
смеси з а о п а л у б к у с м ехан и зирован н ой за гр у з к о й б у н к е р а н асо са р азр аб о тан а
устан о вка У Б М -3-5. З агр узо ч н о е устрой ство, состоящ ее из стр елы с грейфером,
смонтировано па р ам е, устан овлен н ой на уровн е б у н к е р а . Грейфер з а г р у ж а е т с я
бетонной смесью из ваго н етки и р а з г р у ж а е т с я н ад б ун кер о м .
О течественной промыш ленностью вы п ускаю тся бетононасосы С -296А , С-294 А
и С Б-85 (см. таб л . V I .28).
Н а р я д у с транспортом бетона по тр уб ам д л я эти х целей и спользую т ленточные кон вей ер ы , что зн ачи тельно уп ро щ ает технологию во зведен и я бетонной
крепи, п о ск о л ь к у сн и ж аю тся о гран и ч ен и я, с в я з а н н ы е с гр ан ул о м етр и ч ески м
составом и применением кр уп н о р азм ер н ы х ф ракций.
Л ен т очн ы й у к л а д ч и к б е т о н н о й см е си У Б Т -5 (ри с. V I .25) состоит из п о ртала
с установлен н ы м на нем грейфером и труб чато го ленточного ко н вей ер а. Н а р ам е
портала смонтирован б ун кер д л я з а г р у з к и кон вей ера. П одача бетонной смеси из
вагонетки в б ун к ер о су щ е ст вл я е тс я пневм ати чески м двухч елю стн ы м грейфером.
Техническая характ ерист ика лент очною укладчика УБТ-5
П роизводительность, м3/ч
укладчи ка
грейфера
Высота у к л а д к и бетон­
ной смеси з а о п а л у б к у ,
м
..............................................
in
• • • • • • • • • •
У го л поворота ко н вей ер а
в горизонтальной п л о ­
скости, г р а д у с
. . . .
336
5
6
3 ,5
45
У стан о вл ен н ая
мощ­
ность д в и г а т е л я , к В т . .
М экси м ал ьн ая
кр уп н ссть щ ебня, мм
. . .
Г абариты ,
вы сота
дли н а .
ш ирина
мм:
. .
. .
. .
10
Д о 70
20Э0— 24 40
7200
1380
Рис. VI.26. Передвижная металлическая опалубка ОМП-1
При креплении го рн ы х вы работок монолитным бетоном прим еняю т п е р е д ви ж ­
ные и сборно-разборны е о п а л у б к и .
О сновными элем ен там и о п алуб о к я в ­
ляю тся несущ ий к а р к а с и обш ивка в п ер едви ж н ы х или з а т я ж к а в сборно-раз­
борных о п а л у б к а х .
П ередвижные оп ал убки обычно п р едн азн ачен ы д л я одного поперечного сече­
ния. И х обш ивка ж ес т к о соединена с к а р к а с о м , которы й о п и р ается на ходовую
т е л е ж к у при перемещ ении о п ал уб ки . С истема д о м кр ато в п о зво л яет у с т а н а в л и в а т ь
к а р к а с в проектн ое полож ение и о тр ы вать о бш и вку от затвер д евш его бетона.
В с в я зи с разнообразием сечений вы р аб о то к чащ е и спользую т сбор н о -р а з­
борны е оп а л убки , в ко тор ы х униф ицированны ми элем ен там и явл я ю тс я рамы
и затяж ки .
П ер едви ж н ая м етал л и ч еская о п а л у б к а О М П -1, р азр аб о тан н ая К узН И И Ш ахтостроем (рис. V I .26), состоит из о тдел ьн ы х секц ий и самоходной тел е ж к и . С екц и я
о п алуб ки соб и рается из ш арнирно закр еп л ен н ы х м е ж д у собой частей — сво д ­
чатой, бортовы х, о тки дн ы х и ф ун дам ен тн ы х. П о дставки к р е п я т с я с откидны ми
секц и ям и разъемны м и соединениям и. Э лем енты о п алуб ки выполнены из листовой
стали с ребрами ж ес тко сти .
По оси о п алуб ки п р и вар и вается д в у т а в р , по ко тор о м у н а т е л е ж к е п ер е­
мещ аю тся секции о п ал у б ки вс вр ем я п ер естан о вки . П еремещ ение тел еж к и с о п а­
луб ко й прои зводи тся лебедкой , трос которой кр еп и тся впереди в вер хн ей части
вы р аб отки .
Д ем о н таж и перемещ ение секц ии п рои зво ди тся в следую щ ем п о р я д ке . Т е­
л е ж к а у с т а н а в л и в а е т с я под демонтируемой секц и ей , п л о щ ад ка д о м кр ат а вы д в и ­
гается до уп о р а о д в у т а в р , у д а л я ю т ся к р е п еж н ы е соеди н ен и я, боковы е и о тки д ­
ные элем ен ты о п ал уб ки уста н а вл и ва ю т ся в тран сп ортн ое п олож ение, с е к ц и я
о п у с к а е т с я на т е л е ж к у вдоль д в у т а в р а и п ерем ещ ается к новому и сходному
положению . О дновременно т у д а ж е п ер ен о сятся и у ст а н а в л и в а ю т ся ф ун дам ен т­
ные п о дставки . З атем перем ещ енная с ек ц и я п о дн и м ается в проектное полож ение
но вы со те и р а с к р е п л я е т с я .
Т ехническая характ ерист ика опалубки ОМП-1
Сечение вы р аб о тки , м 2
О сновные габ ар и ты с е к ­
ций, мм:
ш ирина ...............................
д ли н а ....................................
в ы с о т а ...............................
П ривод д о м кр ат а
. . .
грузоподъ ем н ость
дом­
14,5
4450
1000
3000
Э лектриче­
ский
к р а т а , кН
..........................
М асса секц и и , к г . . .
Ч и сло секций в ко м п л ек­
те
..............................................
Г аб ар иты т ел е ж к и , мм:
ширина ’...............................
д л и н а ....................................
в ы с о т а ...............................
М асса т ел е ж к и , кг
. .
15,0
1000
15
400
3290
1500
600
337
В К ри вор ож ско м б ассейн е д л я
во зведен и я бетонной крепи прим е­
няю т
сборно-разборную м етал л и ч е­
скую о п а л у б к у О ГВ -1м (ри с. V I .27)
ко н стр укц и и ' Ц Н И И П одземм аш а. О па­
л у б к а соб и рается из о тдельн ы х ар о к
и за к л а д ы в а е м ы х з а н и х з а т я ж е к , ко ­
торы е п риж и м ам и к р е п я т с я к а р к а м .
А р ка состоит из д в у х п о л у к р у ж а л ,
со гн уты х из д в у т а в р а № 10 и соеди ­
ненных у д л и н и тел ем и ф иксатором.
Н ож ки а р ки за к а н ч и в а ю т с я с т а к а ­
нами, р егули рую щ им и вы со ту ар ки .
Д л я больш ей устойчивости при мон­
т а ж е а р к и с к р еп л яю тс я скобам и м е ж д у
собой и с пролож енны м и по вы р аб о тке
рельсовы ми п у тя м и . З а т я ж к и длиной
2
листовой стал и или алю миниевого
Рис. V I. 27. Опалубка о гв -1 м
с п л ав а. К о м п л ект о п ал уб ки состоит из
пяти секций общей длиной 10 м.
В Восточном К аза х с т а н е п р и м ен яется опалубка J10-I. Она состоит из ар о к ,
соединенных с т я ж к а м и , и щ итов. А р ки состоят из к р у ж а л и д в у х с то е к, которы е
соединены с к р у ж а л а м и на п а л ь ц а х . О палубочны е щ иты вы полнены из листовой
стали толщиной 3 мм и оформлены у го л к а м и , ко тор ы е я в л я ю т с я ребрами ж е ­
сткости и одновременно ф иксирую т полож ение щ ита (рис. V I .28).
У ниверсальную оп а л убку ОГУ-1м ко н стр укц и и Ц Н И И П одзем маш а можно
п рим ен ять в вы р аб о тках с площ адью поперечного сечен и я в с в е т у от 4 ,9 до
16,6 м2.
К ом п лект о п алуб ки и м еет дл и н у 10 м . К о н стр укц и я о п алуб ки п р ед усм атр и ­
в а е т применение ар ки одного сечен и я в разли чны х в ы р аб о т ках з а счет изм енения
ее п о лож ени я к оси вы р аб о тки . Основными элем ен там и о п ал уб ки я в л я ю т с я
стойки и п о л у к р у ж а л а.
Один ко м п л е кт о п алуб ки вкл ю ч ает 11 гр о к и 240 м етал л и ч ески х з а т я ж е к .
Н а р у ж н а я сто й ка и зго то вл ен а из т р уб ы диаметром 114 м м , а в н у т р е н н я я из
Рис. V I . 2 8 . О п ал убка JIO-1
338
трубы ди аметром 89 мм. З а т я ж к и разм ером 250 X 2 00 0 мм го то вят из листовой
стали толщиной 2 м м . К реп лен и е з а т я ж е к к сто й кам о су щ е ст вл я е тс я п р уж и н ­
ным зам ко м .
К реп лен и е вы р аб о то к с помощью о п ал уб ки О ГУ -1м п рои зводи тся п о сек­
ционно. О п ал уб ка н ар ащ и в ается секц и ям и с ш агом 2 м.
Техническая характеристика, опалубки ОГУ-J.u
П лощ адь сечени я в ы р а ­
ботки, м2
.......................... От 4 ,9 до
16,6
Число ар о к на ко м п л ект
Д л и н а одного ко м п л ек­
т а м .........................................
11
10
Г аб ар и ты з а т я ж е к , мм:
д л и н а ....................................
ширина
М асса з а т я ж к и , кг
. .
М асса элем ен та о п ал уб ­
ки , к г
....................................
М асса к о м п л е кта, к г
2000
250
11,3
51
4460
М а ш и н ы д л я т о р к р е т и р о в а н и я в ы р а б о т о к по ко н ­
с тр у кт и вн о м у исполнению р аздел яю т на кам ер н ы е, роторны е и ш нековы е. Н аи ­
больш ее расп р остран ен и е получили кам ер н ы е маш ины .
В двухкам ерной машине БМ-60 (ри с. V I .29) в е р х н я я кам ер а 1 с л у ж и т
ш лю зом, а н и ж н я я 2 — рабочей кам ер о й . Р аб о ч ая к ам ер а в процессе работы
н ахо ди тся под д авл ен и ем , а ш лю зовая под з а г р у з к о й . Обе кам еры закр ы ваю тс я
колоколообразны м и кл ап ан ам и 3, сн абж ен н ы м и р у к о я т к а м и . В нижней части
рабочей кам ер ы н ахо ди тся р асп р ед ел и тел ьн ая т ар е л ка-д о зато р 4. Я чей ки д о з а ­
тор а, зап о л н я я с ь смесью , равномерно подаю т порции смеси к отверстию в н и ж ­
ней части маш ины , к о то р ая п с ст у п а е т в отводящ ий п атр уб о к и соединенный с ним
ш лан г 5 . П р оходя н ад отверстием , ячей ки д о зато р а поочередно о п орож н яю тся
от смеси, к о то р ая стр уей сж ато го в о з д у х а н а п р а в л я е т с я по ш л ан гу к соп л у,
в смесительной ка м ер е 6 которого с у х а я смссь см ач и вается водой. Д авл ен и е воды ,
подводимой в см еси тельн ую к а м е р у , на 0 ,1 —0 ,1 5 М П а вы ш е д авл ен и я в о з д у х а .
Н аличие в маш ине д в у х емкостей о беспечи вает цикличность работы, б ли зкую
к непреры вной. Н едо статко м д в у х к а м е р н ы х маш ин я в л я е т с я м а л а я ем ко сть
рабочей кам ер ы .
О днокам ерны е маш ины (рис. V I .30) имеют ем ко сть кам ер ы , в н ескол ько р аз
больш ую , чем д в у х к а м е р н ы е . К о н стр укти вн о рабочий о р ган маш ины тако й ж е ,
к а к у д в у х к а м е р н ы х . Н едостатком маш ины я в л я ю т с я зн ачи тельн ы е габ ар и ты ,
б ольш ая вы со та з а г р у з к и и зави сан и е смеси на с те н к а х ем костей.
С тремление устр ан и ть н едостатки кам ер н ы х маш ин привели к созданию
машин с гори зонтальн ы м и кам ер ам и больш ой ем кости . К ри во р о ж ски м филиалом
ВНИИОМШ С р азр аб о тан а маш ина П Б М с ем костью кам ер ы 3 м8.
К он стр укти вн о более слож ны м и я в л я ю т с я роторные маш ины. О снову м а ­
шины Б М -68 с о с т а в л я е т до зато р, вклю чаю щ ий вращ аю щ и й ся б ар аб ан , располо^
ж енный м е ж д у неподвиж ны ми вер хн и м и нижним д и скам и . Н ижний д и ск сн аб ­
ж ен р азгр узо ч н ы м окном, к котором у п рикреп лен выходной п атр уб о к . Верхний
ди ск имеет загр узо ч н о е отверстие.
О снование д о зато р а закр еп л ен о на вы ходном в а л у р е д у к т о р а , ко р п ус ко то ­
рого с л у ж и т одновременно несущ ей рамой д л я всей маш ины . Б арабан н ы й дозатор
приводится в дви ж ен и е от э л ек тр о д в и га т ел я через д и ско вую муф ту вкл ю ч ен и я,
устан о влен н ую на входном Еалу р ед у к т о р а . Э л ектр о д в и гател ь п р и к р еп л яется
своим фланцем к основанию д о зато ра. При работе маш ины БМ -68 конвейером
или из б ун к ер а с у х а я см есь непрерывно п о дается через сито в загр узо ч н ую во ­
р о н к у. В ращ аю щ и йся побудитель п р еп я т ст в у е т зави сани ю смеси в ворон ке.
Г ер м ети зац и я системы д о сти гается п р и ж ати ем р ези н овы х уп лотн ительн ы х
ди ско в к торцам вращ аю щ егося б ар аб ан а. Р оторн ы е маш ины ко н стр укти вн о
сл о ж н ее кам ер н ы х, одн ако они обеспечиваю т непреры вную п о дачу смеси при м а ­
лой вы со те з а г р у з к и и не имеют емкостей под давл ен и ем .
Ш нековая машина ТП-3 (рис. V I .3 1 , таб л . V I.2 9 ) ко н стр укц и и В Н И И Ц ветм ета обеспечивает непреры вную р аботу по возведению креп и. Н ебольш ая вы сота
33 9
Рис. V I.30. Однокамерная
машина
п озволяет п рим ен ять ее совместно со
сМеси тельн о-загрузоч н ой устан о вко й ,
оСущ ествляю щ ей н епреры вную п о дачу
смеси.
В п рим ен яем ы х бетономаш инах
з^гворение сух о й смеси водей о с у ­
щ ествл яется в кам ер е смеш ения, р ас ­
положенной у соп л а на конце ш л ан га.
Зго д а е т возм ож н ость рабочем у у п р а в ­
лять соплом, ви зуаль н о р егул и р о вать
количество во ды , п одаваемой в ка м ер у
чсрез кольц евой зазо р . О днако данный
способ затв о р ен и я не исклю чает ин­
тенсивного п ы л ео бр азован и я в районе
ведения работ.
У сл о ви я т р у д а в процессе во зве ­
дения крепи зн ачи тел ьно улуч ш аю тся
при использовании уст ановки мокрого
т оркрет ирования УМТ-2 , р азр аб отан ­
ной на Л ениногорском п оли м еталли ­
ческом ко м б и н ате (рис. V I .32).
У с тан о в к а У М Т -2 состоит из при­
емного б ун к ер а д л я р аство р а, д в у х
растворонасосов СО -49, отводящ их п а ­
тр уб ко в, ш л ан га и соп ла.
Р аство р з а г р у ж а е т с я в приемный
бун кер / и по п а т р у б к у через всарис- v i . s i . шнековая машина т п -з
сьтвающие кл ап ан ы 2 растворонасоса
попадает в н агн етател ьн ую к а м ер у, из которой в ы тесн яется ч ерез н агн етател ь­
ные кл ап а н ы S и п о п адает в отводящ ий п атр уб о к . М е ж д у отводящ им п атрубком
и м атер и ал ьн ы м ш лангом устан о вл ен э ж е к т о р , сл уж ащ и й д л я подвода сж ато го
во зд уха в м атер и альн ы й ш лан г.
Т а бл л ц а
V I .29
Т ехническая х а р ак т е р и с т и к а торкрет-маш ин
Показатели
П роизводительность по с у ­
хой с м е с и , мэ/ч
Р азм ер ы фракции зап олн и ­
т е л я , мм
Д и ам етр
м атер и ал ьн о го
ш л ан га, мм
Р асхо д
с ж а ю го
во здуха,
м3/мин
Д авл ен и е сж ато го в о з д у х а ,
МПа
Д ал ьн о сть
тран сп ор ти ро ва­
ни я, м:
по горизонтали
по вер ти кал и
Мощность привода. к В т
1 аб ар и ты , мм:
дли н а
вы сота
^ ш ирина
^ асса, кг
СБ-117
БМ.-60
БМ-68
ПБМ
т п -з
1,5
3 ,0
5 ,0
4 ,0
3,0
8
20
25
8
15
32
50
50
50
50
5
8 — 14
9
5
4 —5
0 ,2 — 0,5
0 ,3 - 0 ,5
0 ,5 —0,4
0 ,1 5 —0 ,6 0 , 3 - 0 , 5
200
70
4,5
200
100
4,5
250
100
5,5
100
40
14
100
40
7,5
1500
1550
1500
850
1740
1600
1100
1000
1450
836
1675
780
4313
1780
1320
2800
1160
1000
540
470
341
Вы тесненный из н асоса раствор тр ан сп о р ти р уется сж аты м во зд ух о м по мате­
риальному ш л ан гу и с помощью соп ла наносится н а з а к р еп л я е м ую поверхность,..
Д ал ьн ость подачи р аство р а р еко м ен д уется не более 35 м и з-за возм ож ного его,
расслоения.
К рат кая т ехническая характ ерист ика уст ановки
м окрого т оркрет ирования УМ Т-2
П роизводительность, м3/ч
У стан о вл ен н ая
мощ­
ность д ви гат е л е й , кВ т
Тип п рим ен яем ы х растворонасосов . . . . . .
Д иам етр м атери альн ого
ш л ан га, мм . . . . . .
4
7 ,0
СО-49
50
Г абариты , мм:
дли н а . . . . . .
ш ирина .....................
вы сота
.....................
1460
780
1290
М асса у ст а н о в к и , к г
760
Н а б азе маш ины Б М -60 Ц Н И И П одземмаш ем р азработан ко м п л екс К Б Б -3 ,:
обеспечиваю щий п риготовлен и е смесей и з а г р у з к у бетономаш ин. Ш ахтн ая ваго ­
н етка В Р Г -4 с откидны м бортом п одвози тся эл ектр о во зо м к прием ному л отку
ко н вей ера и р а з г р у ж а е т с я оп рокиды ванием с помощью д о м кр ата. П есок и цемент
по ко н вей ер у п опадаю т в бетоносмеситель и д а л е е после перем еш иван и я по кон­
вей еру в м аш и н у Б М -60.
Т ехническая характ ерист ика комплекса КББ-3
П роизводительность,
иУч .........................................
Мощность д ви га т е л е й ,
.................................... .....
кВ т
2 ,5 - 2 ,7
ИД
Д л и н а, м ..........................
М асса, к г ..........................
11,0
2400
Д л я кр еп лен и я вы р аб ото к набры згбетоном и у к л а д к и бетонных с м е с е й за
о п ал уб ку с помощью маш ины Б М -60 создан ком плекс « М онолит-1 » (рис. V I .3 3 | i
В состав ко м п л екса в х о д я т ваго н етки с лобовой р а згр у зк о й , опрокидное устрой'
с т е о , ленточный п е р е гр у ж а т е л ь , маш ина Б М -60, гидроц и стерн а и к о м п л е к т
инвентарной м еталли ч еско й о п ал уб ки типа О ГВ . К у з о в ваго н етки опрокидЫ ';
в ается д в у м я ги дроци ли ндрам и , ш токи которы х ш арнирно устан о вл ен ы н а пе­
редней части к а р к а с а . П е р е гр у ж а т е л ь типа С -382А устан о вл ен н а ходовой те­
л е ж к е . В зон е разгр узо чн о й воронки и меется дозирую щ ий щ и ток, о б е с п е ч и в ^ '
ющий р авном ерн ую з а г р у з к у л ен ты .
342
рис. V I.33. Комплекс «М онолит-1» :
/ — ваго н етка; 2 — опрокид; 3 — конвейер; 4 — маш ина БМ -60; 5 — ем кссть для воды
и добавок; 6 — сопло
Т ехническая х аракт ерист ика комплекса «М онолит -h
П роизводительность по бстону, м * / ч ....................................
С ум м ар н ая мощность устаиовленных д ви гател ей , к В т
2 ,4
6 ,2
Г аб ар и ты , мм:
д л и н а .........................................
вы сота в рабочем положен и н ..............................................
М асса, к г ....................................
10 ООО
2 350
4 ООО
§ 104. Оборудование д л я осмотра и креп лени я кровли
Н аибольш ее расп ростран ен и е д л я п о дд ер ж ан и я вы работан н ого простран ства
в о ткры ты х к а м е р ах п о л у т а л о а н к е р н о е к р е п л е н и е .
При неустойчи­
вой маломощ ной непосредственной кр о вл е кам ер его применение я в л я е т с я о б я з а ­
тельны м, причем о тставан и е кр еп лен и я от заб о я не до лж н о превы ш ать 5—7 м.
К реп лен и е кр о вл и ан кер ам и вкл ю ч ает в себ я бур ени е восстаю щ их ш пуров
и у ст а н о в к у а н кер н ы х болтов. У с тан о вк а ан керной крепи п рои зводи тся с соблю­
дением общих д л я всех ви дов крепи п р ави л и мер предосторож ности.
В зависим ости от р азм ер ов вы работок и способов кр еп лен и я кровли созданы
различны е типы приспособлений, маш ин, устр о й ств и приборов д л я м ехан и заци и
возведения ш танговой кр еп и . Д л я уст а н о вк и а н кер н ы х болтов в вы р аб о тках
высотой до 5 м и сп о л ьзую тся переносной ко м п л е кт ап п ар ат у р ы в ко м п л ексе
со специальны ми п о лкам и . В вы р аб о тках больш ей вы соты п рим ен яю тся полки,
смонтированные н а сам о хо дн ы х ш асси, авто м о б и л ях, сам оходн ы х б ур и л ьн ы х
У становках и т р а к т о р а х .
Б ур ен и е ш п уров под ан кер н ы е болты п р о и зво д ят телескоп н ы м и перф орато­
рами с почвы вы р аб отки или с использованием п ер ед ви ж н ы х тел е ж е к . В п ослед­
ние годы вс е в больш их м асш таб ах бур ени е ш п уро в под кр еп ь п р ои зво дят сам о ­
родными бури льн ы м и устан о вкам и . Б ур ен и е ш п уро в в в ы р аб о т ках высотой более
0 м п р о и зво дят с использован и ем сам оходн ы х маш ин ти п а С А А К -2-2000, СП8А.
У с тан о вк а м етал л и ч ески х распорны х ан ке р о в вы п о л н яется вр учн ую . П осле
^крепления а н кер о в производи тся их н а т яж е н и е . Д л я расп орн ы х а н кер о в эта
Перация вы п о л н яется с р а з у после у ст ан о вки , а д л я ан кер о в с закр еп л ен и ем в я ­
жущими — в зависим ости от длительности т вер д ен и я закр еп л яю щ и х со ставо в,
атяж е н и е ан кер о в с химическим закр еп л ен и ем п рои зво ди тся ч ерез 1,5 ч , с з а ­
ц е п л е н и ем патронированны ми цементными см есям и — ч ерез 3 ч, а с исполь°ваи и ем песчано-цементного р аство р а на о сн ове б ы стр о схваты ваю щ его ся це®нта — через 24 ч после и х устан о вки .
Контроль за нат яж ением анкеров п р ои зво ди тся с помощью динамометри°ки х ключей М -40, К Д -1 или шайб Г р о вер а разм ер ом 27 X 10 X 10. При норал ьном н атяж ен и и ан кер о в ш айба д о л ж н а бы ть с ж а т а .
343
Т а б л и ц а
V I.З о
П оказатели
ПКА
ПА-З
ВШГ-25
1
Х арактеристика приборов контроля
прочности закрепления анкеров в ш пурах
Т яго во е уси л и е,
кН
М акси м альны й
ход ви н та, мм
Д авл ен и е
м асл а
при м а к с и м а л ь ­
ном уси л и и , М П а
Габариты , мм:
вь со т а
диаметр ко р п уса
диам етр ц и линд­
ра
М асса, кг
120
■150
250
180
150
150
2 0 ,0
2 5,0
2,5
315
105
80
380
120
72
800
138
100
11,2
10,9
30
|
К онтроль прочности закр еп л ен и й анкер св в ш п ур ах п рои зводи тся м е х а н и -|
чсскими и ги дравли чески м и приборами 1
типа П К А , П А -3 (ри с. V I .34) и ВШ Г-25
(табл. V I .3 0 ).
При у с т а н о в к е ж елезобетонн ы х ш танг
д л я подачи песчано-цементной
смеси
в ш пур получили расп ростран ен и е пне- 3
вм он агн етатель ко н стр укц и и А чи сай ско го
п о лим еталли ческого ком би н ата
и ко м п л ект ко н стр укц и и
Н И П И Гормаш а
(табл. V I .31). К о м п л ект Н И П И Горм аш а состоит из п н ев м о н агн егател я ПН-1
и трех кон тейн еров. П н евм о н агн етател ь ПН-1 предн азн ачен д л я м ехан и зи р о ван - J
ного п риготовлен и я цементно-песчаного раствора и подачи его сж аты м во зд ух о м
в ш пуры . К онтейнеры предн азн ачен ы д л я д о ставк и сух о й смеси ком понентов
р аство р а от с к л а д а до м еста работы и хр ан ен и я ее в ш ахте.
Под действием горного д а в л е н и я породы со врем енем р а с т р е с к и в а ю т с я »!
ранее скр ы ты е трещ ины р асп р остран яю тся в г л у б ь . П оэтому д л я п р и дан и я nopo-w
дам кр о вл и монолитности и п р едо твращ ен и я их от интенсивного р азр уш ен и я
после закр е п л е н и я ан кер ам и прим еняю т н абры згбетон , а при слабой кр о вл е ,
и спользую т ан кер н ы е болты с сеткой и последую щ им тор кр ети р о ван и ем .
В к а м е р а х , гд е неизбеж но п ребы вание лю дей, т р е б уе т ся п о с т о я н н ы й
к о н т р о л ь з а. с о с т о я н и е м
кровли.
Н еобходимо производить
оборку о тслои вш и хся к у с к о в породы , зам ен у а н кер н ы х болтов, дополнительное,
крепление и р яд других работ.
Щ
В з а б о я х высотой 5— 8 м прим еняю т комбинированны е (С А А К -2(3)-2000> §
«С еком а-060») и сп ец и ал и зи р ован н ы е маш ины (С П -8А ).
Самоходный агрегат СААК-2(3)-2000 п редназначен д л я б ур ен и я ш п уро в под
ан кер н ы е болты , их у ст а н о в к и , а т а к ж е д л я оборки кр о вл и и бортов в вы р а­
ботках высотой до 8 м. Х о д о вая часть а гр е га т а гу се н и ч н а я с приводом от электро-'
д ви га т е л я . Н едо статко м СААК я в л я е т с я м а л а я -м ан евр ен н о сть, громоздкость*!
ко н стр укц и и , о тсутстви е автоном ного привода.
А грегат « Секома-060 » и м еет пневмоколесны й хо д с ди зельн ы м п р и во до м Н а подъемной стр еле а г р е г а т а располож ен п о ло к, оборудован н ы й устан о вко й
д л я б ур ен и я ш п уров одной ш тангой н а всю гл у б и н у .
Рис. V I .34 . Прибор ПА-З для контроля
прочности закрепления анкеров:
1 — ко рп ус; 2 — кольцевой плунж ер;
3 — винт; 4 — н атяж н ая гай к а; 5 —
опорный цилиндр; 6 — н ап равляю ­
щ ая ш понка; 7 — упорный подшип­
ник; 8 — манометр; 9 — опора; 10 —
ключ
344
Т а б л и ц а
VI. 31
Техническая характеристика пневмонагнетателей
20,0
0,5
1,0
—
1380
670
520
680
530
380
Ачисайского
комбината
24,5
0 ,5
Конструкция
НИПИГормаша
НП-1
Объем б а к а , л
рабочее давл ен и е
во з д у х а, М П а
Мощ ность д в и г а ­
тел я привода, кВ т
Г абариты , мм:
вы сота
длин а
ширина
Ачисайского
комбината
Показатели
НИПИГормаша
ИП-1
Конструкция
2 1,8
11,9
62
1390
300
40
-—
Показатели
М асса, кг
Контейнер
О бъем, л
Д л и н а, мм
Д и ам етр , мм
М асса, кг
— .
—
—
Т аб л и ц а
V I .32
КСО-12
СП-25
КСО-25
СП-8А
М аксимальная высо­
та о г почвы до пло­
щадки, м
Грузоподъемность ра­
бочей площадки, кг
Наибольший
допу­
стимый уклон при
работе, градус
Тип ходовой части
СП-12
П оказатели
СААК-2 (3)-2000
Техническая характеристика агрегатов д л я крепления и поддержания кровли
о
6,1
11
11
2 0 ,8
21,8
5,5
7,5
16
1500
500
500
400
300
300
900
400
7
10
10
3
10
7
7
7
<
£>
О
Гусе ничны и
Привод ходовой части
Мощность дви гателя,
кВт
1 аба р иты, м:
длина
ширина
высота
М асса, т
л
о
ТО
О
£
<У
и
<
00
с:
П н е в м о к ол ес и ы й
Элс к т зический
Д из ел ь иы й
40
28
26
42
27,3
68
75
6,1
2,51
3 ,4 6
17,7
7 ,5
2 ,5
3 ,0 0
13,6
7,4
3 ,0
3 ,0
16,0
7 ,3 6
2,5 0
3 ,0
16,1
10,0
3 .2 0
3,30
28
6.1
2,1
2 ,0
5 ,6
8 ,0 6
2 ,6 0
2 ,6 8
11,51
75
11,5
2,5 8
2,8 0
14,33
345
Самоходный полок СП-8А предназначен д л я кр еп лен и я и п о ддер ж ан и я
кровли в вы р аб о тках высотой 6 — 10 м. П олок см онтирован на ш асси автом оби ля
М А З-503. У п р авл ен и е всеми м ехан и зм ам и о су щ е ст в л яе тс я с п у л ь та на п о лке.
С трела п о лка тел еск о п и ч еская с вы дви ж н ы м ги дроцилиндром , вм онтированны м
во внутренню ю полость к о р п ус а стр елы .
П олок м о ж ет п о во р ач и ваться в обе стороны от продольной оси маш ины
на 180°.
Р удн ы е т ел а мощностью свы ш е 8 м отр аб аты ваю тся в больш инстве сл уч аев
с использованием верхней подсечки высотой 4 — 5 м , гд е и о су щ е ствл яе тс я кр е ­
пление ан кер ам и и н абры згбетоном . В процессе р азр аб о тки о ставш ей ся части
рудного т е л а необходимо следи ть з а состоянием кр о вл и , производить зам ен у ан ­
кер ов, у с т а н а в л и в а т ь новы е. Д л я эти х целей и спо льзую т сам оходн ы е полки
С П -8А , С П -18А , С П -12, С П -25 и К СО -25 (таб л. V I .32 ).
Самоходный полок СП-ISA смонтирован на пневм околесном ш асси авто м о ­
биля M A 3-503 с ди зельн ы м д в и га т е л е м . Он о тл и ч ается вы сокой мобильностью v
и маневренностью . Зона о б с л уж и в а н и я полком и поворотной стрелой с о с т а в л я ет
185 м2.
Н агн етан и е песчано-цементной смеси о су щ е ст вл я е тс я устан о вко й П Н -1, I
Д л я к эе п л е н и я набры згбетоном кр о вл и кам ер п рим еняю т м аш ину Б М -60 и др .
ГЛАВА 4
К РЕП Л ЕН И Е
И АРМИРОВКА СТВОЛОВ ШАХТ
§ 105. Кр еп л ен и е вертикальны х стволов
Р асчет крепи вер ти кал ьн ы х стволо в. Толщ ина (м) монолитной бетонной
ж елезобетонной и набры згбетонной крепи стволов к р у гл о го поперечного сечения
о п редел яется согласно СН иП II —М .4 —65 по ф ормуле
- т кг0
( У
m R i i _
2 p P m a x
l),
( V I .77)
где тк — коэффициент усл о ви й работы крепи (уч и ты в а ет с я то л ько при бетонной
кр еп и ), принимаемы й р авн ы м 1,5 при последовательн ом и п ар алл ел ьн о м спосо­
б ах п р оходки и 1,25 при совмещ енном способе п роходки с п ередви ж н ой о п ал уб ­
кой и крепью из быстротвердею щ его бетона; г0 — р а д и у с сечен и я с тв о л а в с в е т у ,
м; т — коэффициент усло ви й работы , принимаемый по т а б л . V I .3 3 ; /?и— расч ет­
ное сопротивление м атер и ал а кр еп и , принимаемое по т а б л . V I .34, V I .3 5 ; р —
безразм ерны й коэффициент концентрации н ап ряж ен и й в м атер и ал е креп и (р = 1
на п р отяж ен н ы х у ч а с т к а х с тв о л а , р = 2 — н а со п р яж ен и и вбли зи сво дн ы х ч а­
стей на п лавн ом ко н тур е проемов н а расстоян и и 0 ,5 г р а д у с а с тво л а в обе сто­
роны геом етри ческого н ач ал а с о п р яж е н и я); Р Шах — р асч етн ая м а к си м ал ьн ая
н а гр у з к а н а кр еп ь с тво л а (кр о м е у ч а с т к а в н ан о сах ), о п р е д ел яе м ая по ф ормуле
Ртах = м н Р н [1 + 0,1 (г0 - 3 )](1 + 3t>),
( V I .78) *
где п — коэффициент п е р е гр у зк и от горного д а в л е н и я , принимаемы й р авн ы м 1,5
в соответствии с п. 1.12 СН иП I I —М .4 —6 5;
— безр азм ер н ы й коэффициент
(в обычных го рн о -гео логи ч ески х у сл о ви я х на п р о тяж ен н ы х у ч а с т к а х ствола
Пх = 0 ,6 7 , н а с о п р яж е н и ях в сводовы х ч а ст я х п г = 1, а на п р о тяж ен н ы х уч а­
с тк ах в гли н и сты х скло н н ы х к пучению породах пх = 1 ,34 ); Р н — н о рм ати вн ая
ср едн яя н а г р у з к а на кр еп ь п р отяж ен н ого у ч а с т к а с тв о л а д л я обычных горно­
геологически х
усло ви й
и
обы чных
способов
п р о хо д ки ,
п рин и м аем ая
по таб л . V I .36; v — безр азм ер н ы й коэффициент неравномерности расп р еделен и я
н агр у зо к по ко н т у р у крепи с тво л а (таб л . V I .37 ).
346
Т а б л и ц а
V I . 33
коэффициент условий работы m
-----Тип крепи
У стья и
сопряжения
стволов
Стволы
Д10НОЛИТНЯЯ бртонная и ж е л езобстон н а я
0 ,7
С б ор н ая ж елезо б ето н н ая
0 ,7 —0 ,9
0,9
0 ,6 —0,8
;—
Т а бл к ц а
V I .34
Механические характеристики бетона и ж елезобетона
М еха­
ническая
х ар акте­
ристика,
Па
/?и
Rn
Яр
П роектная м ар ка бетона по
прочности на сж ати е
М атериал крепи
Ж елезобетон
Бетон
Ж елезобетон
Бетон
150
200
300
8 - 10е
7 - 1 0б
5 .8 .1 0 е
5 ,2 * 1 0б
1 0 - 10е
9 * 10 °
7 , 2 - 10 6
6 ,4 * 1 06
16 * 10 °
14 * 10 °
10,5* 106
9 ,5 * 1 0 °
500
400
1 2 ,5 * 10 °
2 5 * 10 °
—
14 *10°
—
—
21*10°
—
Т аб л и ц а
V I .35
Механическая характеристика набры згбетона
Расчетное сопротивле­
ние набрызгбетона
Rn, П а
П роектная м ар ка бетона
по прочности на сж ати е
200
300
400
500
9*10°
14*10°
18*10°
22*10°
Т а бл иц а
V I .36
Н ормативная средняя н агр узк а на крепь ств о ла , Па
П оследовательный и
параллельный способы
проходки
Глубина ствола, м
Совмещенный способ
проходки с передвиж­
ной опалубкой и
крепыо из быстротвердсющего бетона
Угол падения пород, пересе­
каем ы х стволом, гр ад у с
■° 400 (и склю ч ая наноЫ)
400—800
800— 1200
до 30
более 30
5* 104
6 -1 0 4
7 -1 0 4
9* 10*
7*10*
8*10*
9 -1 0 4
1 0 - 104
1М 04
1 3 * 104
1 3 * 104
15* 104
до 30
более 30
347
Т а бл и ц а
VI
Коэффициенты неравномерности распределения нагрузки
П оследовательный и
параллельный способы
проходки
Совмещенный способ
проходки с передвиж - i
ной опалубкой и
крепью из быстротвердеющего бетона
У гол падения пород,
пересекаем ы х стволом,
гр ад у с
на п ротя­
женном
уч астке
ствола (на
расстоянии
более 20 м
от сопря­
ж ен и я)
на р ассто я­
нии не ме­
нее 20 м от
сопряж ения
и на сопря­
жении
на протя­
женном
уч астке
ствола (на
расстоянии
более 20 м
от сопря­
ж ен и я)
на р ассто я­
нии менее
20 м от
сопряжения
0 < а < 10
10 < а < 30
а > 30
0,4
0 ,6
0 ,7
0 ,8
0,8
0 ,9
0,3
0,4
0,5
0 ,6
0 ,6
0 ,7
Т а б л и ц а
V I .38
Коэффициенты стр уктур н о го ослаблен и я пород в м асси ве
Х а р ак т е­
ристика
пород
Н еослаблен ­
ные
Умеренно
ослаблен ­
ные
С ущ ествен­
но о сл аб ­
ленны е
Весьма ос­
лаблен н ы е
Х арактерны е классиф икацион­
ные признаки пород
Вполне монолитные слои мощностью более 1 м . Слои
мощностью более 1 м, имеющие не более одной си ­
стемы трещ ин, расп олож ен н ы х д р у г от д р у г а на
расстоян и и , больш ем р ад и уса с тво л а
Спои мощностью б олее 1 м
Спои мощностью от 0 ,5 до 1 м, имеющие не более
д в у х систем трещ ин, отстоящ их д р у г от д р у г а на
расстоянии не менее 0 ,5 р ад и уса с тво л а
Слои мощностью менее 0,5 м
Слои мощностью бопее 1 м, имеющие три системы
трещ ин, отстоящ их д р у г от д р у г а на расстоян и и
не менее 0 ,5 р а д и ус а ствола
Н аносы
Районы гео л о ги ч ески х наруш ений
Прочие м асси вы , имеющие три и более си стем ы тр е­
щин с р асстоян и ем м е ж д у трещ инами м енее 0 ,5 р а ­
д и у с а ство л а
Районы стар ы х работ (до 10 м н ад вы работан н ы м
пространством и до 4 м под ними)
Коэффи­
циент k
0,7
0,3
Н а лю бых
гл уб и н а х
н а устой- 1
чивость не
прове- I
р яется 1
П р едел ьн ая гл уб и н а (м ), н ач и н ая с которой породы п ер ехо д ят в неустойчивое
состоян ие,
£огсж
(V I . 79)
Ипр
где а Сж— временное соп роти влен и е (предел прочности) породы на одноосное
с ж ати е, П а; у — плотность (в м асси ве) породы, кг/м3; т] — б езразм ерн ы й коэф*
фициент концентрации н ап р яж ен и й в ко н тур е с тв о л а (н а п р отяж ен н ом участке
ствол а при п р оходке с применением б ур о взр ы вн ы х р або т t] — 3 , на солряже*
н и ях — т] = 6 , ‘на расстоян и и 0 —20 м от со п р яж ен и я — г) = 6—0 ,1 5 гс ;
удален и е у ч а с т к а с тво л а от соп ряж ен и и с д р уги м и вы р аб о ткам и , м ; k — без'
размерны й коэффициент с тр у к т у р н о го о слаблен и я пород в м асси ве (таб л . V I .38/»
g = 9 ,8 м/с2.
348
Таблица
VI.39
крепи с тво л а в прочных и усто й чи вы х породах
(бетон м ар ки не н и ж е 150)
Толщ ина
Толщина крепи, мм
Условия зал еган и я пород
на глубине
до 500 м
При пологом и наклонном падении горн ы х пород
200
250
При кр уто м падении горны х пород
250
300
на глубине
более 500 м
В прочных и усто й чи вы х п ородах на гл уб и н е, меньш ей, чем гл уб и н а Я Пр,
толщ ина монолитной бетонной крепи не р ассч и ты вается и п рин и м ается по ко н ­
стр укти вн ы м со о б раж ен и ям (таб л. V I ;39).
В с л у ч а е , если по р асч ету толщ ина креп и б уд е т больш е у к а з а н н ы х мини­
м ал ьн ы х величии, в п р оекте прин и м ается толщ ина кр еп и , п о луч ен н ая по р асч ету.
Е сли толщ ина монолитной бетонной крепи по р асч ету о к а з ы в а е т с я больш е
500 м м , с л е д у е т п р ед усм атр и вать ум ен ьш ен и е ее п утем прим енения более проч­
ных м атер и ал о в (бетон более вы со ки х м ар о к или ж ел езо б ето н ), что д о лж н о быть
обосновано технико-экон ом и чески м расчетом .
По гл уб и н е с тво л а д о п у с к а е т с я п р и м ен ять кр еп ь различной толщ ины .
К онструкции у с т ь е в стволов. У стьем вер ти кал ьн о го ство л а н азы ваю т его
верхний уч асто к от земной поверхности до ко р ен н ы х пород, обычно 10—30 м
(рис. V I .35, V I .36). В с л у ч а е вы х о д а ко р ен н ы х пород на поверхность устьем н а ­
зы ваю т у ч а с т о к длиной не менее 10 м от земной поверхности до о тм етки , р а с ­
полож енной на 2—2 ,5 м ниже пола вен ти ляц и онн ого или калориф ерного к а н а л а .
Д л я п редо хр ан ен и я ствол а от с то ка п оверхностн ы х вод у с т ь е с тво л а со о р у­
ж аю т на 200 мм вы ш е земной поверхности.
У стье ство л а с л у ж и т : ф ундаментом д л я с та н к а ко п р а и колонн надш ахтн ого
зд ан и я ; опорой д л я подвески временной крепи и проходческого обо р удо ван и я
Рис. V I.35. Конструкции устьев при относи­
тельно устойчивых наносных породах
349
Рис. V I . 3 6 . К о н ст р ук ц и и у с т ь е в в е р т и к а л ь н ы х ст волов при б а ш е н н ы х копр ах
при п р оходке у ч а с т к а с тв о л а н и ж е у с т ь я ; д л я
разм ещ ен ия проемов
(таб л . V I .40) ка н ал о в вен ти ляц и о н н ы х, калориф ерны х и водоотли вн ы х т р у б ,
кабелей и тр у б с ж ат о го в о з д у х а .
К репь у с т ь е в ве р ти к а л ьн ы х ство л о в, ка:< п р ави л о, вы п олн яю т из монолит­
ного бетона или ж ел езо б ето н а.
В у с т ь я х вер ти к ал ьн ы х ство л о в, по которым п о дается свеж и й в о з д у х , у с т а ­
н авли ваю т стал ь н ы е п роти воп ож арны е л я д ы на н улево й о тм етке или на р асс т о ­
янии 0 ,5 — 1 м н и ж е проем а калориф ерного ка н а л а .
К о н стр укц и я у с т ь е в стволо в (таб л . V I .41) о п р е д ел яе тс я: назначени ем с тво л а
(подъемный^ вентиляционны й) и формой его поперечного сеч ен и я; величиной в е р ­
ти кал ьн ы х н а гр у з о к , п ер ед аваем ы х со о р уж ен и ям и , опираю щ имися на у с т ь е ;
усл о ви ям и за л е га н и я и ф изико-механическими сво й ствам и горн ы х пород, в ко то ­
р ы х соо р уж аю т у с т ь е ; м атер и ал ом кр еп и ; способом п р оходки ство л а и о р га н и з а ­
цией работ по сооруж ению у с т ь я .
Т а б л и ц а
V I .40
Проемы в крепи у с т ь е в стволов
Проемы
Площадь
поперечного
сечения, м*
В ерхняя
отметка
проема от
верхней
отметки
устья, м
3
7
В ентиляционны е
4 —20
Калориферные
2— 8
1,5 —6
1,5—4
2—3
Д л я водоотливны х
тр у б
о
350
7
со
Д л я э л ек тр о каб е ­
лей
и
каб ел ей
связи
1— 1,5
со
1
<м
Д л я труб с ж ат о го
во зд ух а
1—2
Примечание
Сечение к а н а л а принимаю т в з а ­
висимости от ко ли чества п р о х о ­
димого в о з д у х а
Сечение ка н а л о в принимаю т в
зави сим ости от ко л и чества п о да­
ваем о го подогретого в о з д у х а
Сечение ка н а л о в принимаю т в
зависим ости от числа и ди ам етр а
водоотливны х ставов
Сечение ка н а л о в принимаю т в
зави сим ости от числа и д и ам е т­
ров трубопроводов
Сечение ка н а л о в принимаю т в
зави сим ости от числа и р а зм е ­
ров кабелей
Таблица
V I.4 1
К онструкции у с т ь е в вер ти кал ьн ы х стволов по Е. П. К алм ы кову
—1
Устье
Схема конструкции
С т у п е н ч а т ы е
О дноступенчатое с плоски м основанием
зг
Условия применения
у с т ь я
При ди ам етре стволов
5—6 м в с ве ту , гл уб и н е
за л о ж ен и я у с т ь я 3 —5 м
от земной поверхности
и отсутстви и в устье к а ­
налов
О дноступенчатое с кони­
ческим основанием
При наличии плотных
гр ун то в
и небольш их
вер ти кал ьн ы х
н агр уз­
к а х , действую щ их
на
устье
Д ву х с ту п е н ч ат о е с п ло ­
скими основаниями
При ди ам етре стволов
5—6 м в с в е т у , о тс у т ­
ствии в у ст ье кан ал о в
и гл уб и н е зал о ж ен и я
нижнего
основания
у с т ь я 3 ,5 —5 м от земной
поверхности
Д ву х с ту п е н ч ат о е с ко ­
ническим основанием
©‘.■«Я
I dLj
&
т а Ч —1
ST
к 4*r t l ■оч]
1
Ж
ЕЦ -J ц
Т р ехступ еич атое с плоски м основанием
При наличии плотны х
гр ун то в у поверхности
земли и при средн и х в е р ­
ти кал ьн ы х
н агр узках,
действую щ их на устье
При ди ам етре стволов в
с ве ту 5—6 м, отсутствии
в у с т ь е кан ал о в и глуби ьие зал о ж ен и я нижнего
осн ован и я у с т ь я 5 —б м
от земной поверхнос ги
Т р ехступ ен ч атос с кони­
ческим основанием
1
олГ
%
Д ву х с ту п е н ч ат о е с ко ­
ническим и плоским ос­
нованиями
9.1'ъ'Л
1.
1
Т
W
т
При больш их в е р т и к а л ь ­
ных н а г р у з к а х , д е й с т в у ­
ющих на устье, и н али ­
чии с л аб ы х гр ун то в у по­
верхности земли
В тех ж е у с л о в и я х , что и
д ву х с туп е н ч аты е у с т ь я ,
и при наличии н ап л асто ­
ван и й горны х пород, из
которы х один до п ускаю т
о бразован ие плоскостей
с ко л ь ж е н и я , а д р у г и е —
нет
351
П р о д о л ж е н и е
С хема конструкции
Устье
Т р ехступ епч атос с кони­
ческим и п л оски м осно­
ван и ям и
'i а б л. V I . 4 1
Условия применения
т
■4
¥
Ч
В е н цо в ы с у ст ья
i 1
При лю бых д и ам е тр ах
стволов и лю бых н а г р у з ­
к а х на у ст ье при н али ­
чии к ан ал о в, в прочных
горн ы х породах, з а л е ­
гаю щ их на гл уб и н е 6 —
15 м от земной п о верх­
ности
п
В т е х ж е у с л о в и я х , что
и с д вухко н и ч ески м в е н ­
цом
О дновенцовое с д в у х к о иическим венцом
I-
О дновенцовое с одноко­
ническим венцом
F
к
ta J
п
i
£J
Д ву х в ен ц о во е с д в у х к о ническим венном
При небольш их и ср ед ­
них в е р ти к ал ьн ы х н а ­
г р у з к а х , при лю бы х д и а ­
м етр ах ство л о в, а т а к ж е
при наличии в у с т ь я х к а ­
н ал ов, в породах со с р а в ­
нительно небольшой не­
сущ ей способностью
С т у п е и ч а т о-в е н ц о в ы с
О дноступенчато-венцовое
с плоским основанием и
д в v х ко: Iи чески м вен цом
Ш
О дногтупенчато-венцовое
с коническим основани­
ем ступени и д в у х к о н и ­
ческим венцом
у с т ь я
В тех ж е у с л о в и я х , что и
одновенцовы е у с т ь я с
опорами на них соору­
ж ен и й , вы хо дящ и х за
п ределы поперечного се ­
чения
цилиндрической
части у с т ь я
То ж е
НЕ
Д вухступ ен ч ато -в ен новое
с плоскими основаниями
ступеней и д ву х к о н и ч е ­
ски м венцом
При лю бы х в е р т и к а л ь ­
ных н а г р у з к а х на у ст ье
и наличии в нем р азл и ч ­
ных кан ал о в
Д вухступ ен ч ато -вен ц о во е
с коническими о сн о ва­
ниями ступ ен ей и д в у х ­
коническим венцом
При сооруж ении устьев
в сл аб ы х горны х породах
352
П р о д о л ж е н и е
Схема конструкции
Устье
С] п е ц и а л 1>н ы е
Устье с увеличенным
диаметром в свету
В|
о'
7+
^4- f 1
У стья с галереями во­
кр уг них д л я размеще­
ния оборудования
+ [
Ц
У
табл.
V I .41
Условия ^применения
у с т ь
В тех ж е условиях, что
и устья I, II, III групп,
при проходке стволов
бурением с применением
опускной и забивной
крепи
В тех ж е условиях, что и
устья II группы, при
проходке стволов спо­
собом замораживания
Виды крепления вертикальных стволов. В ’ настоящее время для крепления
стволов шахт, наибольшее распространение получила монолитная бет онная
крепь.
В качестве вяж ущ его д л я бетонов ш ахтных конструкций применяют цементы:
гюртландские различных марок (в том числе быстротвердеющий, сульфатостой­
кий, с умеренной экзотермией и шлакопортландцемеиты). В специальных сл уч аях
применяют расширяющийся, тямпоняжный и глиноземистый цементы.
По крупности зерен заполнители д ел ятся на крупные с размером зерен 5—
150 мм (щебень, гравий) и мелкие с размером зерен 0,1 5 —5 мм (песок). В каче­
стве мелких заполнителей применяют природные кварцевы е и кварц-полевошпаговые пески (ГОСТ 10268—80, ГОСТ 8736—77).
В качестве крупного заполнителя применяют гравий или щебень или смесь
гр ав и я и щ ебня, соответствующие требованиям ГОСТ 10268—80.
М ар ка щебня по прочности исходной породы при сж атии должна быть, к а к
правило, выше марки бетона.
В ода, применяемая д л я затворения бетонной смеси, не должна содержать
вредных примесей (кислот, щелочей).
Д л я изменения свойств бетонов и растворов — подвижности, удобоуклады ваемости, скорости твердения, водонепроницаемости, долговечности, а т ак ж е
экономии цемента вводят природные и искусственные активны е минеральные
и други е добавки (табл. V I.42).
В р яде случаев крепь вертикальных стволов подвергается неравномерным
сжимающим и растягиваю щ им н агр узкам , поэтому в качестве материала для них
применяется железобетон.
В качестве арматуры железобетонной крепи принимают горячекатаную сталь
периодического профиля диаметром 10— 12 мм, круглы й прокат из стали (ст. О
и ст. 3) диаметром 6—32 мм и проволоку холоднотянутую диаметром 3 — 10 мм.
Поиски индустриальных методов крепления стволов привели к использова­
нию сборных железобетонных элементов — (железобетонных тюбингов.
Крепь из металлических тюбингов применяют д л я крепления стволов в особо
сложных горно-геологических усло ви ях.
Д л я крепления стволов прямоугольного сечения в зависимости от их срока
служ бы , назначения и окружаю щ их горных пород применяют хвойные породы
деревьев (сосну, ель, пихту, лиственницу, кедр) и лиственные (дуб, б у к , граб,
ясень).
При ремонте действующих и сооружении новых стволов в состветствующ их
благоприятных усло ви ях все большее применение находят облегченные крепи
(ш танговая, торкретбетонная и набрызгбетонная), а т а к ж е комбинированные
(ш танговая в сочетании с металлической сеткой либо без нее и с последующим
покрытием торкрет- и набрызгбетоном).
12 П/р В . А. Гребеню ка и др.
353
Д ля ускорения схватывания и твер.
дения смеси рекомендуется применение
добавок: фтористого натрия (NaF)
■
2 % от массы цемента; ОЭС — порошка
спска глиноземистых заводов с удельной
поверхностью 4000—5000 см2/г — 3 %
от массы цемента; комбинированных добавох (NaF — 1 % и ОЭС — 2 % ; хло­
ристого кальция
1 2 % н ДБуводного
гипса — 2 —3 % ; хлористого алюминия ^
2—3 % и хлористого кальц ия — 1—2 % ).
Толщина наносимого слоя торкретбе­
тона обычно не превышает 1 ,5 —2 см,
а набрызгбетона 30 см. Отскок (щебень и
песок) при торкретировании составляет
30—50 % , а при нанесении, набрызгбетона — 15—20 % .
Применение штанговой крепи без
набрызгбетона в качестве постоянной
в большинстве случаев нецелесообразно,
т а к к а к ш танговая крепь д аж е в соче­
тании с металлической сеткой не может
предохранить породные стенки от эрозии.
Предпочтение следует отдавать ж елезо­
бетонной и полимербетонной штанговой
крепи, к а к наиболее надежной и долго­
вечной.
Перспективными являю тся полимер­
ные бетоны (пластбетоны), в которых
вместо цемента в качестве вяж ущ его ис­
пользуются синтетические смолы.
Крепление сопряжений с горизонталь­
ными выработками. Сопряжение имеет
максимальную высоту в месте своего пере­
сечения со стволом. Высота сопряжения
ствола с околоствольным двором должна
обеспечивать возможность вы гр узки из
клети длинномерных материалов: рель­
сов, балок, труб и т. д. Высота сопря­
ж ения может быть подсчитана по формуле
>
сз
S*
К
к»
X
•
Н0—
>
«3. ?.
« о»
о о
ю о
0-0
00
но
оо
2 я
о о
Q. S3
о о
Ориентировочные, составы быстротвердеющих
бетонной смеси по тр убам
бетонов
для
крепления
стволов
с подачей
о s
Сид
с ев
354
о о
Ю ОО
«. оА
£5 л
<ч о
\о
и
О сэ
s сг
П£IS
о ь«
ю о
Xх 2
УЗ<
ФSU
*
С
v;
О
,О
sf
<М 00
Ю Tt*
g
со
<м со
# = 0 ,7 (L — С),
ю ю
о о"
к
>»
<N
. CD
ю
О сг>
o' о
а
с
(V I.80)
где L — максимальная длина сп ускае­
мого длинномерного материала, м ; С —
короткая сторона в прямоугольных ство­
л ах или хорда, проходящ ая через длинную
ось клети в стволах круглой формы, м.
Величина Я долж на быть не менее 4 ,5 м.
Форма поперечного сечения сопряж е­
ния может быть прямоугольной, свод­
чатой, полуциркульной, подковообразной
(без обратного и с обратным сводом),
а т ак ж е круглой .
Д л я крепления сопряжений приме­
няют в основном д ва вида крепи: моно­
литную бетонную (рис. V I.37, V I .38) и
железобетонную с гибкой или ж есткой
арматурой. Ж есткую ар м атур у обычно
изготовляют из балок двутаврового про­
филя № 24, 27 и 30.
Рис.
V I .37. Крепь
сопряжения
ствола
круглого сечения со
сводчаты м бетонным
перекрытием:
1
— утолщ енная
крепь; 2 — горизон­
тальный уч асто к со ­
п ряж ен ия; 3 — у ч а ­
сток сопряж ен ия с
переменной высотой;
4 —кезы р ек из д в у х ­
тавро вы х б ал о к; 5 —
отъерстис дл я про­
п уска воды ; 6 — пол
сопряжения
т а;
Рис. V I .38 . Крепь
сопряжения
ствола
круглого сечения со
сводч аты м бетонным
перекрытием при з н а ­
чительном и неравно­
мерном горном д а ­
влении:
1
— утолщ енная
крепь;
2 — уч асто к
сопряж ен ия с пере­
менной высотой
В устойчивых крепких породах с / ^ 14 возможно крепление сопряжений
штангами с набрызгбетоном или штангами по металлической сетке и набрызг­
бетоном.
§ 106. Ж есткие армировки вертикальны х стволов
Армировка вертикального ствола предназначена д л я обеспечения направлен­
ного движ ения подъемных сосудов с требуемыми скоростями. К онструкция ее
представляет собой пространственную стержневую систему, которая обеспечивает
надежное закрепление вертикально расположенных проводников по всей г л у ­
бине ствола.
Вертикальные стволы имеют, к а к правило, кругл ое сечение. П рямоугольное
и эллиптическое сечения встречаются редко.
Размеры ствола, в плане определяются числом диАразмерами размещ аемых
подъемных сосудов, нормами на зазоры меж ду сосудами и элементами кон стр ук­
ции ствола, необходимыми аэродинамическими .характеристиками.
Основные элементы армировки — проводники и расстрелы.
Д л я армировок используют металл, дерево, железобетон (весьма редко),
а такж е применяют смешанные конструкции (например, металлические расстрелы
и деревянные проводники, ^железобетонные ^расстрелы и металлические про­
водники).
Проводники, обеспечивающие направленное движ ение подъемных сосудов,
представляю т собой непрерывные плети, составленные из отдельных звеньев
(разрезных балок), вертикально укрепленных на горизонтальных б ал ках —
расстрелах.
Расстрелы, лежащ ие в одной горизонтальной плоскости, образуют яр у с.
Приведенными схемами (рис. V I .39) не исчерпывается все многообразие
применяемых конструкций армировок, по тем или иным причинам о ка зы в а­
ющихся предпочтительными д л я каж дого конкретного с л уч ая.
3 качестве проводников ж естки х армировок используют деревянны е прямо­
угольного сечения б русья, железнодорожные рельсы, различные профили стал ь­
ного проката с прямоугольным очертанием рабочих граней (преимущественно
коробчатого сечения).
В качестве расстрелов применяются деревянные балки (преимущественно
в сочетании с деревянными проводниками), различные профили стального про­
к ата (в основном двутаврового или коробчатого сечения) и специальные ж елезо­
бетонные балки.
Расстрельные балки, являю щ иеся основным несущим элементом армировки
ствола, в зависимости от схем яр у с а, заделываю тся одним или обоими концами
в крепь ствола на определенную расчетную глубину.
Плоскости яр усо в армировки отстоят д р уг от д р у га по вертикали на некото­
ром одинаковом расстоянии, называемом шагом армировки.
В качестве металлических расстрельных балок применяют в основном д в у ­
тавровый прокат, швеллеры и сварные прямоугольные коробчатые балки из
уголков или швеллеров
Проводники в стволе расположены соответственно подъемным сосудам,
крепятся к расстрельным балкам вертикально («по отвесу») специальными за­
жимными скобами (рельсовые проводники) или болтовыми соединениями (дере­
вянные или металлические коробчатые).
В зависимости от расположения относительно сосуда проводники различают:
а) двусторонние — лобовые
(см.
рис. V I.39, г),
и
боковые
(см.
рис. V I.39, в , ж)\
б) односторонние (см. рис. V I.39, а , б).
Проводники смежных разделов,^противоположно расположенные на'одном
расстреле и скрепляемые на яр усе конструктивно общим узлом, называю тся пар­
ными. Одинарные рельсовые проводники могут к р е п и т ь с я V расстрелам^односто­
ронними скобами типа СОЛ или двусторонними скобами Бриара при помощи
контррельсов — коротышей, называемых ложными проводниками.
В отдельных сл уч аях ложные проводники (не рабочие) м огут быть и сплош*
ными. Д л я этого можно использовать старые рельсы при замене рзнощенн^Х
проводников новыми*
356
Геометрические и конструктивные особенности я р у са и ш аг при определен*
ном профиле проводника характеризую т основные данные армировки.
В табл, VI.43 приведены сведения о профилях прокат# для элементов же­
стких армировок.
Конструктивное исполнение армировки и особенности контактирования
направляющих устройств движущегося подъемного сосуда с проводниками опреАМЯЮТ важнейшие характеристики динамической систем# «сосуд — армировка».
357
Характеристика
профилей, рекомендуемых
к применению
для расстрелов
и проводников
о
о й
О
К
Ct
.о
в
о>
ю
СО
о>
ОО
О
со
СЧ
LO
со
СО
о
ю
СО
со
d
со
1-0
со
Tt*
S
о
ю
hСО
О
)
СО
'СГ
00
о
сч
со
со
со
СО
со
о
о
ю
о>
со
о
со
00
со
со
X
X
X
X
о
<J)
X
X
о
о
о
сс
со
со
о
со
X
<У>
о
о
сч
о
со
X
X
X
о
X
ю
X.
о
ю
О0
X
о
о
СО
со
ю
LO
!
I
а
03
I
СО
£
см
ю
Н
О
оU
f-ч
U
О
н
р
о
о
U
и
2
Пи
Чь
ч
\
I
О
359
>
\о
со
а
я
V
р*
л
0X
со1
X
о §
«1
« §
JS о
03
ся а.
со
со
со
со
|=:
О
*=t
О
со
со
СО
о>
fn
‘t o r 'V
. «•
<м
со
ю
00
со
05
СО
00
h-
401
*w
‘eOJ-^/tt
С g
« щ
£§ §
=3 1
со
2
Ол
2со й
о
О. с;
_ О
« О.
со
(N
сч
<М
со
О
со
см
<м
СО
LO
СО
о
СП
00
о
гс
05
со
о
о
со
05
ю
со
X
о
о
см
X
о
о>
X
о.*©*
С О
С
К£
С
н
см
§ J
нн
ОО
ОО
i->
2
1У<
к
<
ЯиЧ
2 К К
sa-eте я 5
д 2* са
ёС г00.
н
U Г-*
* 8
U.
-а
<*>о 45
« 5
* с 2
9~
та
о н
ГЗ’
СО 2 U
•в*
-J
360
СО
X
о
о
СМ
X
о
о
см
Эта особенность заклю чается в пе­
риодическом изменении поперечной
ж есткости проводника от яр уса к
я р у с у вследствие постоянства ш ага
армировки (рис. V I.40 ). Это предо­
пределяет
периодический характер
действия восстанавливаю щ их сил со
стороны проводника-с регулярно чере­
дующимися опорами-расстрелами на
вертикально движ ущ ийся с постоян­
ной скоростью тяж елы й сосуд.
Рабочие н агр узки на армировку
обусловлены взаимодействием д в и ж у ­
щегося подъемного сосуда с проводни­
ками и по своей природе являю тся ди­
намическими, возникающими вслед­
ствие:
строительно-монтажных несовер­
шенств конструкции, заключающихся
в основном в непрямолинейности р а­
бочих профилей проводников из-за
сдвигов и изломов на сты ках и мест­
ных искривлений;
проявления в системе параметри­
ческих колебаний сосуда при движ еНИИ его
С ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТЬЮ ПО
рИс. V I. 40. Схема систем ы «со суд — арми-
ровка» и картины периодического измене­
проводникам с периодически изменялобсний и боковой жесткости проводинющейся поперечной жесткостью .
П ервая причина устранима путем
соблюдения требуемых нормативов и улучш ения качества, технологии и о рга­
низации строительно-монтажных работ в стволе. Ф изическая сущность прояв­
ления в системе н агр узо к, обусловленных второй причиной, значительно слож ­
нее, т а к к а к колебательный процесс, развивающийся в пространственной у п р у ­
гой системе, зависит от инерционных свойств и конструкции сосуда, закона
изменения поперечной ж есткссти проводников и их искривлений вдоль ствола,
рабочей скорости подъемной установки и т. д. Следовательно, вторая причина
не может быть ликвидирована путем несложных организационных мероприятий,
а требует выполнения инженерного расчета и рационального проектирования си­
стемы в целом, заранее хорошо отстроенной от резонансных режимов.
Основным естественным фактором, предопределяющим этот режим, явл яется
конструктивная особенность проводников, периодически опертых с одинаковым
шагом на горизонтальные расстрельные балки. Строго детерминированный пе­
риод функции изменения поперечной жесткости проводников (несмотря на ам­
плитудную модуляцию случайной функцией, определяющейся строительно­
монтажными несовершенствами) обусловливает возникновение в динамической
системе «сосуд — армировка» параметрических колебаний и, к ак следствие,
резонансных явлений.
Основными параметрами системы, которые в значительной мере определяют
ее динамические свойства, являю тся: ш аг армировки (h ), интенсивность подъем­
ной установки ( mv 2), ж есткость расстрельных балок под проводником (С0), мо­
менты инерции сечений проводников (/). В севозмож ная совокупность сочетаний
этих параметров образует в пространстве их существований области д вух кл а с­
сов, к а ж д а я из которых определяет качественно различный режим движ ения
системы: устойчивый и неустойчивый.
Д л я того чтобы исключить возникновение неустойчивых режимов, отстроить
систему от резонансов или предотвратить развитие чрезмерно больших ампли­
туд колебаний сосуда, необходимо соответственно рассчитать ее по методике
ЙГМТК им. М. М. Федорова, которая положена в основу «Временных указаний
по проектированию и расчету ж естких армировок вертикальны х стволов ш ахт»,
действующих в системе М инуглепрома СССР.
361
Общие положения расчета и проектирования. 1. Исходными Данными для
расчета параметров системы «сосуд — армировка» являю тся: а) схема яр у са;
б) эксплуатационные характеристики подъемной установки масса груж еного
сосуда, м аксим альн ая скорость движ ения подъемного со суда); в) полная х а р а к ­
теристика подъемного сосуда (м асса, моменты инерции относительно центральных
осей, расположение центра тяж ести , расположение и характеристики направляв
ющих устройств);
2.
Геометрические и инерционные характеристики груж ены х подъемны
сосудов, указан н ы е в пункте 1в, определяются расчетом из условий загр узки
тем наиболее тяж елы м материалом, для нормального подъема которого пред­
назначен сосуд.
Д л я обеспечения наиболее благоприятного динамического режима взаимо­
действия движ ущ егося сосуда с армировкой необходимо по возможности при­
нимать вертикальное расстояние L м еж ду жесткими направляющими устрой­
ствами (баш маками) таковы м, чтобы в нем уклады валось целое число ш агов
армирэвки, а вертикальное расстояние от горизонтальной плоскости, проходя­
щей через центр тяж ести груж еного сосуда, до верхней и нижней направляющ их
было одинаковым (Л — В) или мало отличающимся по величине
3 = £ f | < 0 ,I .
(V I. 81)
3. З адел ка расстрелов в крепь ствола осущ ествляется закладко й концов
в л ун к ах бетоном марки не ниже 200. Лишь в случае крепи из металлических
тюбингов применяется болтовое соединение.
Глубина эффективной заделки принимается согласно расчету.
Глубина лунки долж на превышать длину заделываемого конца расстрела
не менее чем на 150 мм, при этом д л я стволов с толщиной крепи, меньшей, чем
расчетная глубина заделки расстрела, бетонирование л ун о к должно обеспечивать
надежное опирание расстрела на крепь ствола и прилегающие породы.
Приварные анкерные зацепы на концах расстрельных балок, ограничива­
ющие их осевую подвижность, следует осущ ествлять только с одной стороны.
4. Расстрелы лестничного отделения должны проверяться расчетом на на­
грузки (в пересчете на один ш аг армировки}, состоящие: из собственного веса
полка с лестницей; временных нагр узо к — 2000 Н/м2 веса панели ограж ден ия.
5. В местах сопряжения горизонтальных выработок со стволом па проме­
жуточных горизонтах абсолютные жесткостные показатели конструкции армировки (в станке) должны быть не ниже, чем у основной армировки ствола.
6 . В качестве проводников ж естки х армировок применяю тся деревянны е
балки прямоугольного сечения из водостойких пород дерева или специально
обработанной древесины, рельсы железнодорожного типа, коробчатые прямоугольные балки (сварные).
7. Д еревянны е проводники применяю тся при подъемных сосудах всех ви­
дов: конструкцией крепления проводника должна обеспечиваться фиксация его
от смещений вдоль расстрела специальными боковыми упорами.
8 . Рельсовые проводники применяются при подъемных сосудах всех видов.
К репятся рельсовые проводники к каж до м у расстрелу при помощи д в у х пар
скоб (с болтами диаметром не менее 30 мм), устанавливаем ы х непосредственно
над и под расстрелами.
Уклонные рабочие поверхности скоб, прилегающие к скосам подошвы рельса,
должны обрабатываться механическим способом.
Одинарные (обособленные рельсовые проводники укрепляю тся на расстре­
л ах при помощи скоб с постановкой противостоящих лож ных проводников —
коротышей из рельса полного профиля (срезание головок рельсов-коротышей
не доп ускается).
9. Применение различных средств предохранения скоб от сползания (под­
вески, крю чья, планки) не д о п ускается.
Применение электросварки на рабочих рельсовых проводниках запрещ ается.
10. Д л я фиксации рельсового проводника относительно расстрела к послед­
нему привариваются накладки (верхние и нижние) из листа толщиной не менее
362
i
•
]
]
]
|
|
^
|
Рис. V I.4 1 . Допуски на отклонения разм е­
ров взаим озам еняем ы х накладны х р ас ст ­
рельных леж ек для рельсовы х проводников
12 мм, в которых имеются выемки — «леж ки» для размещения подошвы рельса.
В новой «л еж ке» суммарный зазор м еж ду упорным уступом ее и ребром подошвы
рельса не должен превышать 4 мм.
При увеличении указанного выше зазора в эксплуатации до 7 мм н акл ад ка
подлежит реставрации или замене. Размеры л еж ек-н акл адок при замене их но­
выми назначаются «по месту» в зависимости от износа рельса.
Прочие отклонения в размерах леж ки должны соответствовать допускам
согласно рис. VI .41.
Применение конструкций креплений проводников к расстрелам, наруш а­
ющих целостность «волокон» металла расстрельных балок (врезка л еж ек, про­
кл адка поперечных швов сварки), запрещ ается.
На сты ках звеньев рельсовых проводников не рекомендуется применение
фиксировочных штифтов, располагаемых в головке рельса.
11. Коробчатые проводники применяются при подъемных сосудах всех видов
в сочетании с роликовыми направляющими с эластичной поверхностью качения.
Кроме рабочих роликовых направляющ их устройств, па подъемном сосуде
обязательно устанавливаю тся непосредственно на несущей конструкции обосо­
бленные предохранительные башмаки скольж ения.
12. К аж дое звено смонтированного коробчатого проводника должно быть
зафиксировано специальными упорами или болтами по месту от смещений в го­
ризонтальном направлении на каж дом яр усе, а от вертикальных смещений —
хотя бы на одном яр усе.
13. Стыки звеньев проводников м огут располагаться на яр усах и м еж ду
ними. К онструкция сты ка должна обеспечивать монтаж и демонтаж звена про­
водников в любом месте ствола при полностью смонтированной армировке без
газорезных и сварочных работ.
Стыкуемые коробчатые проводники должны иметь конструктивные эле­
менты, расположенные внутри проводника, предотвращающие смещение рабочих
поверхностей сопрягаемых звеньев.
14. При изготовлении проводников и их монтаже в стволе следует учитывать
максимальный перепад температуры Д/ окружаю щ ей среды для того, чтобы
обеспечить в условиях эксплуатации с учетом коэффициента температурного р ас­
ширения (сж атия) материала проводников зазор в сты ках, не превосходящий 6 мм.
Расчет армировки на устойчивость движения подъемного сосуда при д в у ­
стороннем расположении проводников. Инженерный расчет армировки на дина­
мическую устойчивость во зеех сл уч аях ведется в предположении, что сосуд
имеет ж естко закрепленные направляющие устройства, что явл яется т а к ж е
целесообразным и при установке упруго подвешенных направляющ их.
Проводник жесткой армировки представляет собой б ал ку,,укр еп л ен н ую на
упруго оседающих и упруго поворачивающихся равно отстоящих д р у г от д р у га
363
опорах (расстрелах). В
результате
решений соответствующих конических
уравнений метода перемещения ф унк­
ции ж есткости (рис. V I.42) табулиро­
ваны в зависимости от основного без­
размерного параметра армировки:
-
Со&
6 Е/
(VI .82)
где ГС 0 — ж есткость упругой опоры
(расстрела) на проседание, Н/м; h —
ш аг армировки, см; Е/ — изгибная
ж есткость проводника, Н -м2.
Важнейшим параметром, х а р а к ­
теризующим вид функции жесткости,
является ж есткость упругой сосредото­
ченной опоры С0. Д л я ее определения
составлены
специальные формулы,
учитывающие влияние конструктив­
ных особенностей я р у с а армировки,
а т ак ж е заделки расстрельной балки
в крепь ствола. Последнее учиты ва­
ется так называемыми коэффициентами
заделок, значения которых определены
на основе решения задачи об изгибе
Рис. V I.43. Схема к расчету и си стем а коор­
упругой бялки в упругом изотропном
ди н ат для подъемного сосуда с двусторон­
полупространстве (материале крепи) и
ними проводниками
на натуральны х экспериментальных
данных.
При принятых выше предложениях дифференциальные уравнения движ ения
подъемного сосуда в двусторонних проводниках (рис. V I.43) являю тся св язан ­
ной системой пяти уравнений с периодическими коэффициентами:
mx-\-C1 (z + А) ( * + А$ — - | - 0 ) + C2 (z-\-A) ( х + Л\|> + у 0 - f )
4 - C i ( z — В)
Арф + £Ci(2+>4)
-
+ С 2 (;г — В) ( х — В\1>+ ^ в ) = 0 ;
(z+ Л ) (х +
Лф —
[ С г к - В ^ х - В у | > - § - в ) + С 2 (z — В) ( х
А—
+ ~2
'
■)] В = 0;
ту -f- Сз (z + А) - (У + А$) + С 3 (г - В) (у - Вх1>) = 0;
I фФ
Сз (z 4 - А) ( у -\- Лф)Л — Сз (z
В)(у — Вер) В ~ /фоб = 0;
+ £ — ^*1 (2 + А) (^х -f- Лг|>—
+ Т 9) “ Cl (г ~ В) ( *
Н ~У0)
“
0^
(V I.83)
С2 (г + А) (х + Aty +
Т 0 ) + Сг (г Т В) ( * ~
~
2 ----- /Ф0 'Р = О’
где х, у , ср, t|>, G — линейные перемещения центра тяж ести (см) и угловы е пово­
роты подъемного сосуда (рад); т , /, /ф, Iq, /фе — масса (кг) и центральные
моменты инерции груж еного сосуда (кгм 2); С3 (z), С2 (z) — функции боковой
жесткости обеих ниток проводников, Н/м; С3 (z) — функции лобовой ж есткости
проводников, Н/м; z — v t — текущ ая ордината центра тяж ести сосуда по вер­
тикали (см); S — ширина колеи (м).
364
Рис. V I .44. Д иаграм ма устойчивости движения подъемного сосуда
Рис. V I .45. А мплитудно-частотиы е характеристики
колебаний сосуда для некоторых значений параметра
(пунктирны е линии соответствую т критическим з н а ­
чениям):
А! 6 — ам п литуда прогиба проводника под напором
со суда; Мо — зазор в паре «со суд — проводник»
В рассматриваемой системе возникаю т колебания, близкие к нормальным,
т. е. независимые по соответствующим степеням свободы. Эта особенность,
а т а к ж е заведомое отсутствие внутреннего резонанса на наинизшей частоте пред­
определяют сущ ествование одночастотного режима движения линейной системы,
описываемой обобщенным дифференциальным уравнением типа М а т ь е — Х илла:
х + Щ 2} (|) лг = О,
(V I.84)
где х — обобщенное перемещение сосуда; / (£) — обобщенная безразмерная
периодическая функция жесткости, параметрически зависящ ая от параметра
о
t — время у , 4u — безразмерный частотный параметр
;
А,2 — частотный мультипликатор, значение которого зависит от конструктивных
размеров сосуда и его инерционных характеристик.
Таким образом, области режимов движ ения сосуда (перезонансного и резо­
нансного) м огут быть определены из условия сущ ествования соответственно
устойчивых и неустойчивых решений уравнения ((V I.84).
Д л я каж дого значения параметра а , т. е. для данной армировки, в зависи­
мости от параметра |л могут сущ ествовать три принципиально различных режима
работы (рис. V I.44).
а) дорезонансный режим, когда величина параметра |д. превышает некоторое
критическое значение fxKp2, что соответствует скорости движения сосуда v <
< и„Р1 (зона I);
б) зарезонансный режим, когда величина параметра \х меньше некоторого
критического значения |хкр2, что соответствует скорости движения сосуда v >
^ унр2 (зона II);
в) резонансный режим, когда величина пара'метра |х находится м еж ду двум я
значениями jxKpi и Цкр2, т. е. при скорости движения сосуда в пределах я кр1 <
< v < vHp2 (зона III).
Теоретическая система может удовлетворительно работать лишь в д в у х v
первых режимах, однако при втором режиме неизбежен переход довольно широ­
кой области параметрического резонанса.
Исследования показали, что переход через резонанс в рассматриваемом
случае при втором режиме возможен лишь при движении сосуда с ускорением,
превышающем допустимое по условиям безопасной эксплуатации.
365
о
1
2
3
Ч-
5
■
tg С
Рис. V I.46. Номограмма для предварительного выбора параметров армировки
Определение амплитудно-частотной характеристики системы (рис.- V I.45)
для каждого конкретного значения параметра о на основе решения соответству­
ющих нелинейных уравнений позволило отыскать необходимые запасы устой­
чивости движения [fe], которые являю тся обобщенным критерием работоспособ­
ности рассматриваемой системы «сосуд — армировка».
Если определить действительный запас устойчивости к а к отношение крити­
ческого значения скорости движения сосуда к рабочей скорости, т. е.
_ (» w 2) kp
(т о * )р ’
(V I. 85)
то необходимым условием работоспособности системы будет
k > lk ] .
(V I. 86 )
При проектировании армировки ствола важно расчетом определить основ­
ные параметры системы, чтобы действительный запас устойчивости движ ения
был больше допустимого. Д л я решения этого вопроса было изучено влияние
основных конструктивных и динамических факторов на"изменение запасов устой­
чивости системы. При этом выяснилось, что параметры системы будут оптималь­
ными при следующих условиях:
а) геометрическая конфигурация сосуда и компоновка масс его конструкции
должны быть такими, чтобы его центр тяжести располагался на вертикальной
оси посредине м еж ду верхними и нижними направляющими устройствами;
б) расстояние по вертикали м еж ду направляющими устройствами на сосуде
должно быть кратным ш агу армировки.
Эти требования обеспечивают абсолютный экстремум запаса устойчивости
системы.
Остальные параметры системы не поддаются оптимизации, если рассматри­
вать только динамические факторы. Тем не менее д л я них всегда можно ук а за т ь
значения, приводящие к относительному экстремуму запаса устойчивости по
условиям минимума металлоемкости армировки.
На практике это делается следующим образом. Д л я нескольких имеющихся
типоразмеров проводников определяются требуемые оптимальные ш аги арми­
ровки. По значениям С, h , / с помощью специально построенной номограммы
(рис. V I.46) находится ж есткость расстрельных балок и в результате сравнения
металлоемкости армировки для каж дого типоразмера проводника выбирается
наивыгоднейший вариант.
366
Выбранные предварительно элементы армировки подвергаю тся дальнейш ему
проверочному расчету с делыо определения действительных и допустимых зап а­
сов устойчивости.
Исходные данные для расчета. 1. Сила тяж ести порожнего подъемного со­
суда — Р с , Н, и сила тяж ести полезного гр уза — Р гр, Н.
2. М аксимальная тахограммная скорость движ ения груженого подъемного
сосуда — v , м/с.
3. Центральные моменты инерции подвешенного на канате груженого со­
суда — /ф, /ф, /0, кг-м2.
4. К онструкция рамы подъемного сосуда (для скипов) и данные о моментах
инерции сечений элементов остова рамы относительно д вух центральных осей х
11
У — 7 рм> 7 рм’ м* (см - Рис- V I.43).
5. Вертикальные расстояния от горизонтальной плоскости, проходящей
через центр тяж ести груженого сосуда, до нижней и верхней ж естких напра­
вляющих (или предохранительных баш маков в случае подпружиненных рабочих
направляющих) — А, м; В, м.
6 . Вертикальное расстояние м еж ду ж есткими направляющими сосудами
L — A -f- В у м.
7. Ширина колеи (расстояние м еж ду лобовыми гранями проводников в го­
ризонтальной плоскости) — S, м.
8 . Предпочтительный тип проводников (деревянные, рельсовые, коробчатые).
9. Вид крепления ствола (монолитный бетон, кирпичная или бетопитовая
кл ад к а, тюбинги).
10. Схема конструкции армировки и геометрические характеристики ее
элементов.
Предварительный выбор основных параметров армировки. Расчетная интен­
сивность подъема. М асса груженого подъемного сосуда (кг) определяется к а к
сумма масс порожнего сосуда и полезного (наибольшего) гр уза без учета голов­
ного и хвостового канатов по формуле
т = Р- с- ^
,
(V I .87)
где g — 9,80 м/с2.
Интенсивность подъема — mv 2.
Расчетная интенсивность подъема:
(V I. 88 )
(mv *)расч = 4 (mv 2).
(VI .89)
Предварительно принимаются ш аг армировки, моменты инерции сечений
расстрельных балок д л я существующих имеющихся в наличии типоразмеров
проводников. По конструктивным и технико-экономическим соображениям для
дальнейш их проверочных расчетов выбирается рациональный вариант.
Лобовая жесткость расстрела — С* (номограммная).
Необходимая лобовая ж есткость расстрелов определяется по принятому
значению ш ага h, значению lg /Л и удвоенному значению (яш2) расч по номограмме
(см. рис. VI.'46).
Д л я пользования номограммой необходимо на прозрачном материале вы ­
чертить транспорант, помещенный в левом верхнем у гл у .
На номограмме отыскивается линия уровня ближайшего большого значения
(mv2) по сравнению с 2 (т о 2)ра,-ч. Уровни значений (mv2)H даны с правой стороны
номограммы.
По коэффициенту номограммы
/гн — ■
(яш2) н
2 (ягу2) расч
значения которого, на транспоранте отложены по оси 0 /ги, находится точка, соот­
ветствую щ ая принятому значению ш ага армировки и коэффициенту /еи (точка А).
36 7
зба
Момент
инерции
сечения
р асстр ел а
рис. V I .47. Условные расчетны е схемы плоских стерж н евы х систем ярусов расстрелов
Д л я удобства на номограмме проводится линия, параллельная оси абсцисс
и соответствующая lg /л . После этого необходимо совместить точку О транспоранта с этой линией т а к , чтобы прям ая 00' была параллельна оси ординат.
Затем транспорант передвигается по горизонтали до тех пор, пока точка А
не совместится с линией требуемого уровня (ти2)ц. В этом положении транспоранта определяется значение логарифма лобовой ж есткости, к а к проекции точки
О на ш калу значений lg С (ось абсцисс) номограммы.
Боковая этестког.ть расстрела —
(номограммная).
Необходимая боковая ж есткость расстрела определяется путем аналогичных
операций по принятому значению ш ага h , значениям lg /6 и (mv2) раСЧ по номо­
грамме (см. рис. V I .46). Расчетная интенсивность подъема не удваи вается.
Д л я деревянных проводников при пользовании номограммой необходимо
значения 1Л и / б для принятых проводников разделить на 2 1 .
Моменты инерции сечения расстрела. Значения необходимых моментов инер­
ции сечений расстрелов (относительно центральной вертикальной оси) опре­
деляю т по номограммным значениям С* и С ^ в зависимости от принятой схемы
яр уса армировки (табл. V I.44). Из д вух расчетных значений моментов инерции
/J и lf{ при выборе профиля расстрела необходимо руководствоваться большим
значением.
По сортаменту проката принимается профиль с ближайшим большим зн а­
чением момента инерции (см. табл. V I.43).
Если схема яр уса армировки представляет собой рамную конструкцию,
к а к показано в табл. V I.44 (схема III), то по значению лобовой ж есткости С„
определяются моменты инерции сечений расстрелов, несущих проводники, а по
значению боковой жесткости С® определяются моменты инерции сечений корен­
ных расстрелов.
В случае конструкции яруса но схеме I момент инерции сечения коренного
расстрела 4 принимается не менее максимального момента инерции расстрелов,
несущих проводники, при этом высота сечения коренного расстрела должна
быть равной или больше высоты присоединенных расстрелов.
Расчет фактических жесткостных характеристик армировки. Необходимая
эффективная глубина заделки расстрела в крепь ствола рассчитывается по фор­
муле
_____
I
4Е /2 1
COS W
(V I.9 0 )
где h0 — высота профиля расстрела; /г — момент инерции сечения расстрела;
w — угол м еж ду осыо расстрела и нормалью к поверхности крепи ствола в месте
369
заделки (рис. V I .47, а ) ; т — коэффициент постели, зависящ ий от вида крепи
(для монолитного бетона г = 9,81 * 10й Н/м2, д л я кирпича и бетонита т = 4,905 X
X 10* Н/м2).
Лобовая ж есткость расстрелов в местах крепления одиночных проводников
определяется по формуле
боо—6 o j*l---602*2 ---- * •---- боjxj --- * ------ 6 <bV^/V 9
^
а в случае крепления в точке О д в ух спаренных проводников лобовая ж есткость
расстрела
. _ д.
£л ____________________ j__________________ I 8Е/д
! ’2
б 0 0 - б 0 Л - б 0 2 ^ ---------— во/*/------------- боN*N
Г
#
*
1
'
где значения Xj определяются из системы алгебраических уравнений:
(Д* 4* б ц ) * i 4* $i 2x 2 4* • • • h
j xj + ■*••+ 6 i ;v^/V — бю;
621-^1 "Г (^2 4* 622) Х2 4- • • • ‘ |- 62jXj 4 “ • • • “Г $2\rXN = 620'*
&jixi 4 “ 672* 2 4 - • • • 4-(Д / 4* б//)х] 4- •• • 4~ §jNxN — б/о;
&N1 X1 4- 6.V2^2 -|- • • * 4" $Njxj 4 “ • • • 4 - (&N + б.\'дг) XN = $№•
(V I .93)
Число уравнений системы (V I.93) равно числу дополнительных уп р уги х
связей N на расстреле.
Податливости Ду дополнительных связей на расстреле определяются в зави ­
симости от вида связей по соответствующим формулам.
Податливость соседнего проводника , прикрепленного к расстрелу,
в случае спаренных проводников
Д/ =
1
Л3
16Е/л’
где /л — момент инерции сечения проводника.
Податливость распорных пальцев (см. рис. V I.47, а , поз. 6)
A ,= А ,
(VI.95)
где /0 — длина распорного пальца, F0 — площадь поперечного сечения распор­
ного пальца.
При
соединении
параллельных
расстрелов
поперечной
связью
(рис. V I.47, а , б, иоз. 5) ж есткость этой связи принимается равной поперечной
жесткости присоединенного расстрела в точке примыкания связи и рассчиты­
вается соответственно конкретным схемам, приведенным ниже, в зависимости
от схемы яр уса.
Коэффициенты вли яния б*/ в зависимости от схемы яр у са и принятой расчет­
ной схемы определяются по нижеприведенным формулам.
Д л я схемы я р у са (см. рис. V I.47, а , расстоелы 1 ,2 ,3 ) и расчетной схемы
(рис. V I.48, а ; V I.49):
бг/ = 6 у ,ё Ь 3 W “ а^ а2‘ |3^ г ~ (/ + 2аЛ а>] + ( а * ~
= 0 , 1 , 1 2 , . . . ,JV),
37 0
{i' i =
( V I .9 6 )
где v — коэффициент влияния заделки расстрела, определяемый по графику
(рис. V I.50) в зависимости от параметров —j—, х = р/.
В случае а 4- ^ a j слагаемое (a-t — а 7-)3 не учитывается.
Д л я схемы яр уса (см. рис. V I.47, б, расстрелы 2У 3 , 4) и расчетной схемы
(рис. V I.49, б)'
^U = i2v.E/
/3 ^й£12
7 £
+ 213 (щ — а})я] (£,/ =
~ а*)/3 —
~~ aj) (3* “
а/1 +
0 , 1 , 2 ............. ДГ),
(V I.9 7)
где v , — определяется по графику (рис. V I .51) в зависимости от параметров
(-/ -О ’
* = р/'
(V I. 98)
б Jнl = V.
— Ьи .
При at ^ aj слагаемое (а; — а у)3 не учитывается.
Д л я схемы яр уса (см. рис. V I .47, в, расстрелы 7, 2У3) и расчетной схемы
(см. рис. V I.48, в):
1
[а. (I - а .) [/ — ат — (/ - а .) 2 [ + ( а . - а .)3 I }
(V I .99)
где при а* ^ а/ принимается (а г- — а у-)8 = 0 и б// — б ^ .
При / = / выражения б/;- соответственно пунктам а , б, в принимают вид:
Р
0 i
У
о?
3v.E
7 Z /3
7
j
м. л л
— До
Я/ [4 /3 — fly (3/
Я
а<1-
’
а^.)2]
12 v jE / ,Js
«г
бл = -
a y ( /~ a J )2
3 //2/
(VI .100)
■0 I
----*-
- а 0 -
/>
g
-ffr-я<г
Рис. V I.48. Схемы к определению поперечной жесткости расстрелов при различных
условиях их закрепления
I
"Т "Я
■t —
Рис. V I.49. Схемы к определению боковой
опорной жесткости проводника
371
Рис. V I .50. Графики изменения коэффициентов влияния v материала
закладки лунок и крепи ствола при заделке расстрела двумя концами
Рис. V I .51 .'Графики изменения коэффициентов влияния о материала
закладки лунок^и крепи ствола при заделке расстрела одним концом
Т а б л и ц а
Тип проводника
Ф (см"1)
V I .45
Р38, Р43
Р50, Р65
Д еревянны е
Коробчатые
15
8
7
5
Д л я консольных расстрелов (см. рис. V I .47, а , поз. 4) лобовая жесткость*
C l ,2 =
EFo
( V I .101)
1(1
С редняя лобовая ж есткость расстрелов д л я обеих ниток проводников
С л = У~С*С2 ’
(V I. 102)
где С-т и С ”— соответственно жесткости расстрелов в местах крепления провод­
ников одного отсека.
Одно из значений жесткостей С-j и Сл может отличаться от номограммной
ж есткости Сл в меньшую сторону не более чем на 10 % , при этом величина
V
долж на быть равна или больше C j.
Определение боковой жесткости расстрелов. Дополнительные езязи не учи­
тываю тся.
Д л я схемы яр у са (см. рис. V I.47, а , расстрелы /, 2, 3) и расчетной схемы (см.
рис. V I.49):
Сс = ---------------------------- -----------------------------------------,
££. + а0(1 - Оо) J JZ [ЗаЗ - (За 0 — /)/] + Ф
(V I. 103)
где F — площадь поперечного сечения расстрела, Ф — величина, характеризу­
ющая податливость крепления проводника к расстрелу в боковом направлении
(табл. V I.45);
а0 — большее расстояние от проводника до заделки расстрела в крепь ствола;
d — плечо боковой силы (определяется по формулам для соответствующих про­
водников).
Д л я рельсового проводника
d = Ь — —- f Я ,
(V I. 104)
где b — горизонтальное расстояние до подошвы проводника; г — высота головки
рельса; Н — высота профиля проводника.
Д л я проводника прямоугольного профиля
d = b + jH .
(V I. 105)
Д л я схемы яр у са (см. рис. V I.47, б, расстрелы 1, 3, 4) и расчетной схемы
(см. рис. V I.49, б):
.
т +
Е
(VI .106)
f w [4/ (3а3 + /2) - За° <4/2 + a2)i + Ф
*
Д л я П-образных консолей (см. рис. V I.47, б, поз. 0) лобовая ж есткость вы чис
л яет ся к а к д л я шарнирно-опертой балки.
373
Д л я схемы яр уса (см. рис. V I.47, в , расстрелы /, 2) ж есткость расстрела в боко­
вом направлении определяют аналогично жесткости в лобовом направлении,
принимая расчетную схем у, приведенную на рис. V I.48, а.
Консольный расстрел (рис. V I.47, а , поз. 4):
Сб = Ь ^ <
где
(V I. 107)
г
/ = /0 ----- ^ — Н — Дл я
рельсовых
проводников,
/ = /0
2
— Я — для
коробчатых проводников.
Примеры расчета лобовой и боковой жесткости расстрелов в месте крепле­
ния проводников д л я различных схем яр усо в приведены в табл. V I.46, V I.47,
V I.48.
Расчет ж есткостных характеристик сосудов. Боковая ж есткость рамы сосуда
Сс -
720£/рМ
L3 >
(VI .108)
где /рМ — боковой момент инерции элементов остова рамы подъемного сосуда
(рис. V I.52).
Лобовая ж есткость рамы сосуда
-
7 20Е /рм
£3
(V I. 109)
где /рМ — лобовой^момент инерции элементов остова рамы подъемного сосуда
(см. рис. V I .52).
Таблица И . 46
Схема я р у са
ЛоШая жесткость расстрела бопобая жесткость расстрела
в точке крепления проводника в точке крепления проводника
Расстрел I
1 Р*1
,Л „ „
m O g lf
1 1ajfU fa, Ш,~а7) г]
.
Расстрел П
[Р-1
Р=1
Ф г
"А
ОГЛ.
__
гЛ
72EJzzlz
'z 2a^[ttz-az(3lz~az)2J h 3
* Д ля П-образных консолей э ту величину следует уд ваи вать.
374
Тсблица 21.47
Схема яруса
Таблица !Д.48
Лобивая жесткость расстрела Боковая ж ест кост ь расст рела
в точке крепления проводника в точке крепления проводника
Расстрел /
т*—
- н р = /
° j - £ L J
1
----Л- >
■’ dj+djj
1 Фг ФЖ
h3 ’ Фг' д/г' / af(zr-a,)3
Л
?
a j .SEJ»’ 0#'(Г”
йзНгвЛтгПт +2а,Ш
I t
6FJZj If
Расстрел П
az
. iP=1
lp~a2=ao.
8EJn
У -
Al>'Aifti,*
t'al(h-a*P
ai
h
“i
E
h
Cz-',farfkh h3
----- $
\
■
j +p -— [Jaj-kiJarli)]* Ф
< H Jzt
i-r,z.
16ET’ Ъ - Ъ Vz ~J£J22-z /
л
л
>z ^
1_ a*(h'fyfifead?. ~(h*2u ?)aitJ
b'EJnli
Проверочный расчет по динамической устойчивости подъемного сосуда
Проверка за п а са . устойчивости движ ения сосуда по отношению к лобовым
колебаниям. А. Коэффициент относительной лобовой податливости рамы сосуда
•ул = - ^ '
/*>Л 9
с 55а
( V I .110)
где С £ — лобовая ж есткость''сосуда (для клетей у Л принимается равным 0 , 2 ).
375
Б. Обобщенный безразмерный параметр лобовой жесткости армировки
(V I. 1 1 1 )
о =
6E / j
.
В . Относительная средняя лобовая ж есткость проводника
8 —•
0л
ср
(V I. 112)
т \ лр + 1
где еСр — определяется по граф ику (рис. V I.53) в зависимости от lg оя .
Г. М ультипликатор частот поворотных лобовых колебаний
m l*
*
(VI .113)
4 /гг
где т — масса груж еного сосуда.
Д . Эксцентриситет центра тяж ести груженого сосуда
,
А— В
A -f В •
(V I Л 14)
Е. Обобщенный мультипликатор лобовых колебаний сосуда
Ж- Обобщенный
безразмерный
параметр лобовой жесткости системы
«сосуд — армировка»
1+
( V I .116)
yJ
3.
Параметр демул ьтипликационного резонанса — {хл определяется из
граф ика (рис. V I .54) в зависимости
от
(У1
'-'экв .
И. Допустимый
вости
запас
устойчи­
|/гл] = 3 , 7 5 ( 1 ,3 |.1л — 0 ,2 1 ).
( V I .117)
« ш т ..
Рис. V I.52. Расчетное сечение рамы скипа
для определения моментов инерции
376
Рис. V I.53. График зависимости усредненной лобовой жесткости проводника §Ср
от параметра lg сг
К . Действительный запас устойчивости
с У » 2рл
: |/гл]-
2л2 (|1л )2 (mv2)
(V I. 118)
Если действительный запас устойчи­
вости о казал ся меньше допустимого, это
означает, что для данной системы «сосуд —
армировка» предварительный запас устойчи­
вости и брасч оказываю тся недостаточными.
Это происходит из-за совокупного влияния
всех характеристик системы (например,
жесткость сосуда, несимметричность разме­
щения направляющих относительно центра
тяж ести и т. д .).
Проверка запаса устойчивости движ е­
ния сосуда по отношению к боковым колеба­
ниям.
А . [Коэффициенты относительной боко­
вой податливости рамы сосуда
v? =
.6 г2 - г 0 (V I. 119)
Рис. V I .54. График изменения п а­
рам етра демультипликационного ре­
UC
°С
зонанса
Д л я клетей
принимается равным 0,2.
Б. Обобщенные безразмерные параметры боковой жесткости проводника 1
и проводника 2
->б^3
C°hr
.
суг
=
(V I. 120)
О%= ------ т .
1
6 Е/
2
6 Е/
В. Обобщенные параметры боковой ж есткости системы «сосуд — армировка»
^ 1экв
1+ ??
'
( V I .121)
°2 эко
1
Г. Относительные средние боковые жесткости проводников:
"1 ср
ег =
1
2 ср
П
1+
(V I. 122)
yV
где £j6cp и 8 ^ср определяются из графика (см. рис. V I .53) в зависимости от
l g a '1 экв»
l g a 2 зкв*
Д . Коэффициент неоднородности
■о Г е
охб0б
е:
q=
1
2 2‘
характеристик
ж есткости
1°1
проводников
(V I. 123)
a 262 + ° f SF
Е. М ультипликаторы частот боковых колебаний сосуда:
mL2
(V I. 124)
4 V
Ж- Обобщенный мультипликатор частот боковых колебаний сосуда р б ,
к а к наименьший корень кубического уравнения:
р3 — р2
о - /2) +
- н ] + Р [Ц , Ц О ” 1? ) +
~
= °*
(V I. 125)
377
3 . П араметр д ем ульти п ли к ац и он н ого резонанса
ug
оп р еделяется из графика
(см. рис. V I .54) п зависимости от ]g(<^KB) min (по меньшему значению из о(1 зкв
и о.2 экв )•
И. Допустимый запас устойчивости:
[йб] = 3,75 (1 ,3 ц б - 0,2 1) при (.to < 0 , 9.
[k*\ = 3,6 0 при
(VI .126)
0 ,9 .
К . Действительный запас устойчивости
(VI .127)
2 я 2 (ц б) 2 (яш2)
Аналогичный расчет может быть выполнен к для установки, где подъемный
сосуд имеет проводники одностороннего расположения.
§ 107. Эластичные армировки
Этот вид армировки применяется в стволах, не подверженных значительным
искривлениям, д л я одно- и двухконцевы х подъемов при размещении в стволе со­
судов к ак одной, так и нескольких подъемных установок с максимальной ско­
ростью движения 12 м/с.
Конструктивно эластичная армировка вертикального ш ахтного ствола пред­
ставл яет собой систему навешенных вертикально канатов, обеспечивающих безо­
пасное направленное движение подъемных сосудов.
Основная роль — направление движ ения сосуда — возлагается на проводни­
ковы е канаты, число и место расположения которых определяются видом и грузо­
подъемностью сосуда. С вязь сосуда с проводниками осущ ествляется при помощи
кронштейнов с ведущими втулкам и.
Отбойные канаты являю тся элементами гарантии безопасности. Они предо­
храняю т сосуд от возможных чрезмерных отклонений от нормального рабочего
положения.
Из-за большой боковой податливости канатов, восстанавливаю щ ая попереч­
ная сила которых не зависит от условий закрепления удаленны х д р у г от д р уга
концов, требуемая поперечная ж есткость создается путем их соответствующего
натяж ения, пропорционального длине.
Б отличие от ж естких армировок с постоянным шагом ж есткостные х ар акте­
ристики эластичных армировок (рис. V I .55) обеспечивают весьма благоприятные
Рис. V 1.55. Схемы расположения подъемных сосудов а стволах с эластичной армировкой
для:
а — клетевого подъема; б — скипового; 1, 2 , 3 , 4 — проводниковые, головные, отбой­
ные, тормозные канаты парашютного устройства
378
условия взаимодействия сосуда с проводниками.
О тсутствие периодически изменяющейся ж естко ­
сти исключает возможность возникновения в си­
стеме « с о с у д — армировка» опасных резонансных
явлений, подобных описанным выше.
К основным конструктивным узлам арми­
ровки с канатными проводниками относятся:
проводниковые и отбойньте канаты , их прицеп­
ные и натяж ны е устройства, натяж ные грузы ,
вспомогательные ж есткие проподники д л я фик­
сации сосудов у мест загр узк и и разгр узки .
В качестве проводниковых канатов приме­
няю тся, к а к правило, канаты закрытой кон­
струкции диаметром 32 мм при высоте подъема
до 600 м и диаметром 38,5 мм при высоте подъе­
ма до 900 м. При высоте подъема более 900 м
целесообразно применять закры ты е канаты диа­
метром 45 мм.
Предпочтительное применение
закры ты х
канатов в качестве проводников обусловлено
тем, что они имеют практически гладкую по­
верхность наруж ного слоя проволок, что сни­
ж ает сопротивление движению направляющих
втулок (рис. V I .56) сосудов, а следовательно,
уменьш ает и степень износа.
Количество канатны х проводников и сх е­
мы их размещения относительно подъемного
сосуда весьма разнообразны и зави сят от конце­
вой н агр узк и , глубины ствола, скорости д ви ­
ж ения со суда, его формы и типа.
В отечественной практике обычно приме­
няются по четыре проводника на сосуд. При
этом д л я создания возможно большего проти­
водействия осевому вращению подъемного со­
суда вследствие
раскручивания подъемных
канатов под нагрузкой проводниковые канаты
А-А
навешивают по возможности дальше один от д р у­
гого и от оси головного подвесного устройства.
С учетом изложенного проводниковые канаты
размещают по два вдоль каж дой длинной (в п л а­
не) стороны сосуда.
Назначение и условия работы отбойных
канатов существенно отличаются от проводни­
ковы х, что и находит отражение в требованиях
к ним и в схем ах их размещении.
Отбойные канаты размещают м еж ду подъем­
ными сосудами. К аж д ая пара смежных сосудов
ограж дается не менее чем д зум я отбойными
канатами. Т ак к а к отбойные канаты в нормаль­
Рис. V I .56. Общий вид конструк­
ном рабочем режиме не взаимодействуют с на­
ции направляю щ ей втулки подъ­
правляющими устройствами сосуда, то они
емного сосуда для канатны х про­
могут иметь прядевую конструкцию.
водников:
В качестве отбойных канатов в настоящее
/ — фиксирующие винты; 2 —
разъемный корп ус; 3 — смен­
время принимают прядевые канаты.
ные разъемные вклады ш и; 4 —
Применение отбойных канатов не о б яза­
болты крепления
тельно, если сечение ствола позволяет разместить
смежные сосуды на расстоянии, гарантирую щем отсутствие их соударения.
Д л я придания проводниковым и отбойным канатам способности сопротив­
л яться боковым воздействиям со стороны сосуда они постоянно должны находиться
под значительным натяжением.
379
Наиболее надежным способом натяж ения канатов, применяемым в настоящее
врем я, явл яется ж есткое закрепление верхних концов канатов на копре и прикреп­
ление к нижним концам натяж ны х гр узо в, размещаемых в зумпфе шахтного
ствола.
Закрепление канатов на головке копра и к натяжным гр узам осущ ествляется
с помощью рычажно-клиновых коушей типа КРП.
Д л я обеспечения устойчивого фиксированного положения подъемного сосуда
d загрузочных П ун ктах в стволе оборудую тся вспомогательные ж есткие провод,
ники.
Их расположение определяется видом подъемных сосудов (клети и скипы)
и схемой размещения на них рабочих направляющих устройств.
§ 108. Вспомогательные проводники
ж естк и х и эластичны х армировок
В стволах с рабочими канатными проводниками вспомогательные провод­
ники устанавливаю тся на крайних коротких участках в местах фиксации подъем­
ных сосудов д л я погрузочно-разгрузочных операций.
В стволах с жесткими армировками вспомогательные проводники, к ак пра­
вило, устанавливаю тся в сочетании с лобовыми проводниками на клетевых подъ­
емах.
В первом случ ае подъемный сосуд во вспомогательные проводники входит
на малой скорости и стопорится д л я погрузочно-разгрузочных операций.
Во втором случае вспомогательные проводники, установленные в станке околоствольного двора и в копре,выполняю т функции, что и в первом случае, а уста­
навливаемые на промежуточных горизонтах, кроме фиксирования сосудов для
манипуляций с грузам и, должны обеспечивать проход сосуда на максимальной
рабочей скорости, если остановка не требуется.
В практике может встретиться различное сочетание видов и расположений
рабочих и вспомогательных проводников (рис. V I .57). ,
Н а рис. V I.58 приведена схема сквозного переходного устройства, сооруж ае­
мого на промежуточном горизонте ствола с жесткой армировкой. Н а конечных
-13L
__ I__ 1±1_
-Ail___,___l i
-Н
"1=Г
-I?1---- -----Г7 Г
j Sa__j__l£i_
JL- i
- 1— 15H
|
j—iHJ__i_
f
-
| --------- 1- —
j£ ] _____ i2 i_
н- -и
1°
.
-------- f p
_ia__ 1___sj_
1 1 ?□
-fc -
~oT
Рис. V I . 57. Схемы оасположения вспомогательных проводников различных видов и на»
правляющих устройств на подъемных сосудах при лобовом рад<ЩЖОНИИ рабочих п р Ш З «
ников:
а ~ рельсовых; б
380
коробчатых; <? — деревянн«н
Рис. V I .58. Схема устройства системы вспом огательны х проводников на промежуточном
горизонте при армировке ствола с жесткими лобовыми проводниками:
а — заходны е уч астки вспомогательных проводников; b — уч астки перекрытия провод­
ников вспомогательных и рабочих; с — заходные уч астки рабочих проводников; d — вы ­
сота р азр ы ва рабочих проводников
Рис, V I . 59, Конструкция вспомогательного башмака с ограниченно податливым крепле*
и нем;
1 — болт крепления; 2 ~ резиновый амортизатор; §
Ш Ы Ш Ы КОНСТРУКЦИИ сосуда:
4 - боковой упор; 0 — цельносварной башмак
38 !
участках ствола подобное устройство имеет соответственно только верхнюю или
нижнюю часть сквозного переходного устройства.
Назначение, особенности устройства и эксп луатаци я вспомогательных про­
водников обусловливаю т ряд требований различного хар актер а, предъявляемы х
к ним.
Концы всех ж естких проводников в переходном устройстве должны иметь
заходные уклоны (см. рис. V I .58).
Торцы и заходные уклоны концов деревянных проводников должны армиро­
ваться пэлосовой или листовой сталью . Крепежные детали стальной обшивки
должны предохраняться от возможного соприкосновения с рабочими поверхно­
стями движ ущ ихся вспомогательных направляющих устройств сосуда.
Длина уч астка перекрытия сосудом ж естки х рабочих и вспомогательных про­
водников с полным профилем не долж на быть менее вертикального расстояния
м еж ду направляющими устройствами. При канатных рабочих проводниках в пере­
ходном устройстве сосуд так ж е должен фиксироваться по всей высоте. Длина
вспомогательных проводников в этом случ ае должна составлять не менее двух
длин подъемного сосуда.
Свободная длина заходного уч астка проводника от его конца до места креп­
ления к расстрелу не долж на превышать 1 м.
Взаимное рассогласование осей всех проводников д р у г относительно д р уга
в горизонтальной плоскости на участке перекрытия не должно превышать 5 мм.
Конструкция крепления вспомогательных проводников долж на обеспечи­
вать возможность регулировочных смещений в горизонтальной плоскости отно- .
сительио расстрелов в пределах ± 2 0 мм и надежное их фиксирование после вы ­
верки.
Переход сосуда из рабочих проводников во вспомогательные, и наоборот, не
должен сопровождаться заметными толчками. Д л я этого вспомогательные баш­
маки снабжаю тся демпфирующими элементами (рис. V I.59).
РАЗДЕЛ V I I ]
БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
ГЛАВА 1
БУРЕНИЕ
ВЗРЫВНЫХ
СКВАЖИН
С помощью скваж инны х зарядов на подземных горнорудных предприятиях
страны отбивается более половины руды. У дельные затраты на бурение скважин
по крепким рудам составляю т почти четверть от общих затр ат по системам
(табл. V II. 1).
От параметров буровзрывных работ во многом зави сят выход негабарита и
устойчивость днищ, производительность тр уд а рабочего на вы пуске руды и в це­
лом по системе.
§ 109. Вращ ательный способ
Из вращ ательных способов бурения наибольшее распространение получил
шарошечный.
Шарошечный способ применяется при разработке крепких руд. Д л я бурения
скважин диаметром 145 мм в настоящее время применяется станок БШ-14?
(табл. V I 1. 2 )
Техническая характеристика станка БШ-145
Глубина бурения, м . . . .
Диаметр долота, мм . . .
Т1
л
Частота вращения буроаого става, мин
....................
Диаметр буровых штанг, мм
Длина штанги, мм . . . .
Рабочий ход подачи, м м . .
Усилие подачи, кН . . . .
Мощность д ви гател я, кВ т
50
145
200
89
820
750
120
20
М асса, к г:
.................... ...
штанги
.
маслонасоснои станции
наибольшего
транспортабельного у з л а . . . .
стан ка без распорных кол о н о к ......................................
общая
..................................
Минимальное сечение буровой выработки, м
. . . .
16,4
430
230
1186
1774
3 ,6 X 3 ,5
Таблица
Распределение затр ат (% ) для отдельных систем при подземной
разработке крепких руд
VI 1.1
Бурение
скваж и н
Отбойка
руды
РУДЫ
В ы п уск
Всего
Этажное принудительное обрушение
Подэтажное обрушение с выпуском
через воронки
С доставкой руды силой взрыва
Э таж но-камерная с закладкой вырабо­
танного пространства
Н арезные
работы
Система разработки
Горно-подго­
товительны е
работы
Виды затр ат
18,8
21,3
24,6
24,3
20,7
23,9
5,2
6,4
30,7
24,1
100
100
22,9
19,2
16,0
25,3
28,9
24,8
7,7
24,5
23,9
100
100
6,8
383
Т а б л и ц а V II. 2
Технико-экономические показатели бурения шарошечных скважин
станками БШ-145 на отдельных рудниках
П оказатели
Диаметр долота, мм
Годовой объем бурения, м
Выход горной массы с 1 м с к ва­
жины, т
Стойкость долота, м
Сменная производительность
бурения, м :
станка
тр уд а рабочего
Средний коэффициент исполь­
зования в смене, %
Себестоимость бурения 1 м с к в а ­
жины, руб.
Удельный вес способа по обу­
ренной массе, %
Им. 40-лети я ВЛКСМ
Им. X X II
съезда
КПСС
145
31 874
14,7
145
32 753
18,0
20,1
25,9
24
26,9
16
36
17,7
8,46
80,4
18,6
9,8
85,6
13
13
83,3
13,5
13,5
83,3
6,63
5,66
9 ,6
10,0
34,9
42,1
«Молибден»
145
190
6130
4 ,5
Удельный вес применения шарошечных скваж ин на подземных рудниках
значительно снизился. Это объясняется большими габаритами и массой буровых
станкоБ, низкой их маневренностью.
Увеличение производительности этого типа оборудования возможно за счет
повышения осевого усилия на забой скваж и н ы , частоты вращ ения бурового става
и применения высокопрочных легированных сталей. Освоение высокооборотного
режима бурения ограничивается резким снижением стойкости долот и значитель­
ной вибрацией оборудования.
Уменьшение диаметра долота до 100—55 мм приводит к снижению эффектив­
ности буровых работ.
Алмазный способ бурения скваж ин испытывался на рудн иках «Молибден» .
Тырныаузского комбината, Алтын-Топканском, Березовском и показал обнаде­
живающие результаты .
Применение способа перспективно в усло ви ях разработки крепких руд.
Т ехническая скорость бурения алмазными коронками возрастает с увеличе­
нием осевого усилия и частоты вращения шпинделя.
Распространение алмазного способа бурения на очистной вы емке крепких
трещиноватых руд будет зависеть от организации вы п уска деш евых и вы соко­
качественных алмазных коронок и высокопроизводительных станков.
•
§ 110. Пневмоударный способ
Б лагодаря небольшим габаритам и массе станков (табл. VI 1.3) бурение с к в а ­
жин погружными пневмоударниками (табл. VI 1.4) получило широкое распростра­
нение (табл. VI 1.5).
Разница в производительности тр уд а бурильщиков на различных предприя­
ти ях объясняется в основном абразивиостью, крепостью и плотностью руд.
Н а работу пневмоударника наиболее существенно влияю т давление сж атого
воздуха и площадь поршня.
При переходе с одного диаметра скваж и н d1 на другой (d) скорость бурения
тем ж е пневмоударником
vT = vn ( 4 l )
,
где у х1 — известная скорость бурения; п = 1,5 —2 — показатель степени, х а р а к ­
теризующий изменение скорости.
384
I
ь «2
«J
=
2
*
ей
<и оО)
ю^
см
— с2
о
. а>
О
— со
>х
X
X
см о<у
3*
S
а
.
о
н
X
о
V''
ю
^
со
С"Г
о«о
оо
LO
со
О О О оо
О СО С СО
О СМ О) —
о
о
ос
о о о о
о СО ю со
оо C l СО см
СО
см
со
< 20
с
из
00
00
I
ю
о
о
о
о о
LO О
о сг>
см — —
о
LO
о.
' ^
^
—
00 с
I
I
отечественных
характеристика
^ Техническая
см' о1
со
со
о
.00 с-
со
о
СО
-- ю:
о
5
о 5 »s
Я
о
см
со
со’
О О Г"
ю Cо j
СМ Г -
ТГ СЧ
см
т—<
НЗ 2 Ю
и
с (L)
О0
s Р см"
I
40
СМ 2 0
Ю СО ^
СО
Г '-
оо
со
О Ю Ю LC
О ^ СО 0
ю со со со
СТ)
станков
пневмоударною
бурения
S
f*
*
СЗ
ю
о
£ §
о
о
о
оо
см
со
оо
го
О О LO о
О О СМ ' ф
ю rf4 СО со
см
<Т)
S
«=(
X
к
§
с
н
_
0?
S
X
о
о.
о
те
“
S
о
>»
г
ч
те
х
S
X
Си
те
<
»>Ч
С
2
23
а
s
с
с
s
Н
a
grtо
за s„
О 03
К
н
X
5
а
g
X
о
03
а.
s 5 5
S
“су
ч а с
П/р В . А . Гребешок а и д р .
я
о
си
са
С-.
га
о —
те
S
X
C
XJ
я
С- *
г*
Ч q
ct 3
< X
385
кД rrj.
u
сз
Sf
5 *
<y Cl.
ю
- 2-
CM CJ>
к0 =
3 ;„
X ex"
«а о g о |
Техническая
характеристика
отечественных
и зарубежных
пневмоударников
3 s ®ч л
48
^
Г»
386
о
о
cr>
to
о
CO CD
■^t1 со
CM CM
Ю
CD
00
g;
ю
0
h-st* LO
LO CD
CO
<X
> Г'- cq
<N
Ю
CO CM
оо
05 LO
о
<
j>
CD
Ю
to
О
O') CM
LO CO
CO
CD
CO
О
0
co
CO
0
T*
LO
О
(T>
CCI
. 555
о
у^
я i^ =c
£ s >. 3
£
s p.
я лCU:Cg «
о
CO
Ю to
Ю
<£> СГ) <D
“О *
с
s
H
(X
(J
о
и
с
о
LO
Ю
["- CO Ю
CM сч CN О
^7*
1 ъ к СО CD
CU
С 5 £
О 3
О
h
CO O
О
^5
С C
ca SinJ
cm X
>>
§<
■—
to
I'CM
<
Ю 0
OJ 0
CO -**
QQ <
CO to
X
Et §
<
a
D
1
£
X
3
^
с
LQ £
со
<о со
IV
lO
сГ
—Г со
о
I
О
<£)
о
СО
СП
ОО
Й
<Яа>
2 о
<Чо*
о
о
СО
Cl
т
ГГ
ю
о
О
—j4
00
CsT
CM
со
■^1
оГ
о
X
ю
о
1
со
о о
см"
оо о
00
со
С\ т*<
со со"
ю“ со
со ю 00 со ^
со
го го
о Г оГ
о 1 со -*
<м
ю
’
1
Я
ю
по
р удн и кам
СО
кa
X 2-0
■Г- ч /
о
с
ю 'ф
см 1
G со
ю
<м
o'
CJ
чо
с
С?
показатели
Т ехн ико-экон ом и чески е
13*
оо
о" 05
■*рн
•оз
00 t"-
О
со о
I
С
е;
СО
бурении
взры вных
скважин
п н евм о удар н и кам и
Is
со
U
С
с.
'Г Р
ю
а>
а
С
*=3
О
СЧ <о
r-Г
_
О
S '
6
к
=
i о w
О
33
*
О- С-
<D
•S
о s~ g - s
x « G \Q
Л сз
о о
К
д g g
о «=3
>--ч t g
С С
К
К o „
К /
Г*
WH
So
.а
CQ а
д 53
а>
ю о
d) s
cxs
cs >, S
« \o g
5
Ь
5ex. p я^
CQ ~r<
g as
я аcx,
О
2Н
Н
2
СМ
SX <
сЬ>
О
Ю
см ю
'Л
^ —*•
ст|ъ to
r-Г -Г
оа
Н
CD
О
сз
Ч" о
S О
£5 C l, ~
fc. К «
о О О
CJ
S
и у
R
о
i Л
Я
о
с
а г
о
я
х
g<
V4ХО
S >> r>
s ?5 V<
б к а.
387
У дельная энергия уд а р а, отнесенная к
1 см 2 разрушаемой площади и 1 см долота,
с уменьшением диаметра скваж ины со 150 до
50 мм сниж ается соответственно (рис. V II. 1),
что ухудш ает технико-экономические п о ка­
затели пневмоударного бурения.
Создание эффективных пневмоударников
малого диаметра (50—60 мм) технически
сложно, увеличение диаметра пневмоудар­
ников свыше 150 мм д л я подземных рудни­
ков нерационально из-за ограничений в р аз­
мерах кондиционного к у с к а (400—500 мм),
увеличения массы и габаритов буровых
станков.
§ 111. У дарно-вращ ательный способ
К ударно-вращ ательному способу можно
отнести ударно-поворотный, при котором вр а­
щение (поворот) бурового инструмента обе­
спечивается
конструкцией
перфоратора.
Средняя глубина скваж ин при перфоратор­
ном (ударно-поворотном) бурении на р аз­
Рис. V I I .1. График зависимости
личных рудниках колеблется в пределах
энергии удара Э у и удельной энергии
9— 18 м (табл. VI 1.6).
от диаметра
пневмоударника d :
На буровых стан ках устанавливаю т более
Э у д рЛ1 — уд ел ьн ая эн ерги я, отне­
мощные перфораторы (табл. VI 1.7, V II. 8 ,
сенн ая к 1
разруш аемой площ а­
ди; Э^ д — то ж е, к 1 см лезви я д о ­
V II.9).
лота
Увеличение производительности труда
бурильщ ика при ударно-поворотном способе
бурения взрывных скваж ин возможно за счет повышения технической скорости бурения, механизации вспомогательных операций по перестановке
оз О*
53
<
го «
Тип перфоратора
ПТ-36 КС-50
Коронка:
диаметр, мм
76
65
средняя стойкость, м
75.
15
22
стойкость на одну заточ­
2,5
ку, м
Коэффициент крепости руд 12— 14 12— 14
С редняя глубина скваж ин ,
10
10
м
В ыход руды с 1 м с к в а ­
6
5,1
жины, т
Сменная производительность
тр уда бурильщика:
10,7 35,16
м
т
179
64,2
Объем бурения в год, тыс. м*
146,6
10
Себестоимость бурения, р уб .:
2,42
1 м екзаж ины
1,70
0,4
0,33
1 т массива руды
388
КС-50 КС-50
КС-50
> Ja
§5й
VА й
Салаирский
л
К адамдж ай ски й
л
«я
«З ап а д ­
ный»
П оказатели
Риддсрский
Т а б л и ц а VI 1.6
Технико-экономические показатели бурения скважин перфораторами по рудникам
КС-50 КС-50
65
42
16
56
76
100
8
25
3
56
78
14
60
18
6
8
12
12
12
7
16
18
14
9
10
5,5
4,1
4,0
4,7
4,5
20,7
114
108
49,2
16,7
78,5
93,5
9,6
38,4
5,5
100
15
67,5
36,8
1,56
0,29
1,05
0,26
2 ,1 0
0,52
2,40
0,51
2,52
0,56
200
Т а б л и ц а
VI 1. 7
Техническая характери сти ка перфораторов, ус та н а в л и в ае м ы х на буровых стан к эх
Тип бурового стан ка
П араметры
УКВ-1
Перфоратор
ПК-5
«Удар-2»
КБУ-60
ПТ-36
ПК-50
Вращение бурового
инструмента
Перфоратором
М асса бурильной ма­
шины, кг
42
Энергия уд ар а, Д ж '
39
КБУ-80
ПК-60
ПК-75
Независимое вращение бура
56
60
75
90
80
90
92
150
2600
2800
2800
2800
2600
35
21
180
180
250
М аксимальное усилие
подачи, кН
3,0
2 ,0
6,0
6,0
8 ,0
Ход бурового инстру­
мента, мм
1200
1370
1237
1237
1237
1000
1200
1200
65—85
Частота ударов, мин -1
Крутящий
Н -м
момент,
Длина штанги, мм
900
900
Диаметр скваж ины , мм
4 0 -6 0
4 0 -6 0
■40—65
4 0 -6 5
Расход сжатого воз­
д у х а , м3/мин
5,0
4,2
9,0
9,0
11,0 .
М асса бурового стан­
к а , кг
*
290
161
.336
430
605
м/смену
2 2,6
31
44
42
39
т/смену
115,2
157,8
223,5
237,4
273,2
1 м скваж ины
2,12
2,27
2 ,64
0,39
1,96
0,38
1,08
1 т массива руды
0,21
0,40
0,38
Производительность
тр уда бурильщ ика:
Себестоимость. буре­
ния, р уб .:
Завод-изготовитель
« Комму­
нист»,
Кривой рог
Востокм аш завод
УстьКамено­
горск
«Коммунист», Кривой Рог
389
390
П араметры
«
С—
СО
о
осо
*
во зд уха,
Расход
м8/мин
8 ,2
2200
4 ,9
17 8 4
15 3 0
70
о
22 00
о
75
1450
6 ,9
1520
15 5 0
125
50
75 5
125
755
79
10 ,5
2900
87
со
LO
2 6 10
40
со
95
СП
ударов, мин"
65
ю
125
710
750
о
12 5
■
79
-500
о
Частота
[
120
785
Е-400
t4»
65
ю
t"
СО
120
965
750
55
Е-300
о
CS
ОО
поршня, мм
поршня, мм
108
62
В ели ­
кобри­
тания
SL-160
о
00
Ход
Диаметр
к
5о
ей
3
830
сч
5
к
о
с
С*
780
сз
1Л
80
775D
я
в
155
США
DR-126A
j
к
к
«;
69
CF-99
о
о
Длина, мм
ВВЕ-56
производства
СЗ
Н
ВВС-120
перфораторов зарубежного
=1
от
характеристика
К
00
06
Техническая
Со
о>
о
*■■!
о
о
со
о>
CN
©
со
%
г*
С\
я с; о л
С.и Яч Ф
к о .£
я
. S ^ s 0,
СЧ
|
О
О
со
XI ю
«=*
С*
о
о
г-. о
ю о
О со
05 о С
00
оо
сч
СО о
о
С
о
действия
ударно-вращательного
станков
характеристика
Техническая
*3 си
я о
я оя
X >.
си
<цл
5 4яt(^чс>,
Ч ае
• га —•
Я г . О)
£ *Я£
СО
сч
*£
ю^
S i
ю
о <о
о
о >я
сч
я
я
о
Е
о
со
со
Я
О
а
оо
сч
>-г« ю
ю
сч
о
ост. о о о
о
со 3 Q
I
сч сч
со0 о
о
О о
я о
оо
веер
<L>
со
зарубежною
произвола
СС
со
е;
о
с
СQ
СЗ
и *гг
СО
ш
о
сч 2
си
о
о
г^
со
о
оЧ
С
сч
СО СЧ
со
оо
оо
сом
<
CD
CO СЧ
СО
о о о о
-о
С">
■
3'-' сч
ю
со
—1 сч СО
о
со
со
о о о о
«о о о о
О ) LO Ю ю
со —
1 со со о
со
о
со
со
-1
о
о
о
СО
о
а
rj* о
со СО
1 1
00
П< ю
сч
оо о
о о
о
со
о>
сч
сч О
}
о
1.0
«и
л
a
о
Си
>1
VO
Я
3
V
н
я
я
- <
У
К CU
я >■>
э
ясо
я \о
о
си
о
оя
и \о я
Си пз
Н
«
К
СС
я
CU
с
сс
С—I X
Ю
СС
§
8
ксс S
| ё
Си
о
2
,
СО 't-
СЗ ^
си „
к
9Й
л ^н
я о
•а
гг осс сс
я сс
СО Си Я
н
2 3 Си ^
я я я g
о-
CJ § <, я
3 в
391
оборудований и замене буровых штанг и коронок, увеличения стойкости коро­
нок, длины буровых ш танг, сокращ ения числа их соединений в буровом снаряде.
Техническая скорость бурения повыш ается с увеличением давления сжатого
воздуха и уменьшением диаметра коронки.
§ 112. Вращ ательно-ударный способ
Н а основе бурильных головок (табл. V II. 10) д л я различных горио-геологнческих условий созданы буровые станки (табл. V II. 11).
Усилие подачи при вращательно-ударном бурении достигает 20 кН ; рацио­
нальная частота ударов на один оборот — 10—50, ориентировочная скорость б у­
рения при рациональных параметрах рт = 100-(20 — /), мм/мин; усредненный
крутящ ий момент М — 500 — 25/, Н -м ; объемная работа разруш ения Л 0о —
= 50 (/ — 6 ), Н-м/см3; сум марная мощность приводов со ставляет 20—25 кВ т.
Зависимость рациональной частоты ударо в Луд от энергии удара Ау и коэффи­
циента крепости пород может быть вы раж ен а эмпирической формулой
Луд = 2 0 0 0 + 3 0 ■\0*f/AJ .
Вращ ательно-ударный способ целесообразно применять при / — 6— 12 и при
глубине скваж ин до 25 м.
Т а б л и ц а V II. 10
Техническая характеристика бурильных головок
П оказатели
Давлений сжатого воз­
д у х а , МПа
Расход сжатого во зд уха,
м3-/мин
Энергия единичного у д а ­
р а, Н*м
Ч астота ударов, мин -1
Частота вращ ения буро­
вого става, мин -1
Д лина, мм
М асса, кг
БГА -1
1100-1М
МБПГ-1
0 ,5—0,6
0 , 5 - 0 ,6
0,4—0,5
0 ,5 —0,6
8,5
10
3 ,5 —4,0
6 —8
150
70
35—40
140
2300
2500
3200—3500
3000
30— 100
815
100—130
1080
140
130— 150
990
105
150
950
БГУ -70
86
110
Т а б л и ц а V II. 11
П оказатели
Тип бурильной головки
М аксимальное усилие по­
дачи, кН
Ход подачи, мм
Д лин а штанги, мм
Диаметр коронки, мм
Глубина бурения, м
Основные размеры, мм:
длина
ширина
высота
М асса бурового стан ка,
кг
392
БУ-70
С БУ-70
2СБУ-70
БСМ-1 У
БГУ-70
7
БГУ-70
7
БГУ-70
7
БГС-1
15
1000
1000
2000
1300
800
60—70
50
800
6 0 -7 0
50
1800
6 0 -7 0
50
1200
1900
3200
1180
2450
3112
4000
1200
920
720
2000
3335
6285
50—60
25
2175
1800
2465
600
Автоматизация с п у с ко -подъ ем иы х операций позволяет обслуж ивать одному
горнорабочему две бурильные машины и бурить в породах с коэффициентом
крепости /,-= Ю— 12 до 50 — 60 м скваж ин .
§ 113. Гидравлические бурильные машины
Р азработка и внедрение гидравлических бурильных машин (табл. V II. 12,
VIГ. 13) — хар актер н ая тенденция в развитии буровой техники в СССР и за р у ­
бежом.
К достоинствам гидравлических бурильных машин относят:
высокую по отношению к пневматическим машинам скорость бурения;
низкий уровень ш ума;
низкую плотность масляного аэрозоля в забое;
удобство в управлении;
более низкую себестоимость бурения скваж и н .
Карагандинский политехнический институт разработал гидравлические пер­
фораторы (рис. VI 1.2, табл. V II. 13), имеющие независимый гидровращ атель и
устройства д л я регулирования вращения и частоты ударов.
Т а б л и ц а V II. 12
Техническая характеристика отечественных гидравлических машин
ударно-вращ ательного действия
П оказатели
Б КГ-2
Б.МГ-1
Б ЛАГ-2
М аксимальная частота уда- ров, мин-1
Энергия удара, Д ж
М аксим альная частота вр а­
щения б ура, мин -1
М аксимальный крутящ ий
момент, И -м
Д авление жидкости в гид­
росистеме ударника, МПа
Размеры, мм:
д л и н а х ш иринах высота
М асса, кг
У становленная
мощность,
кВ т
Изготовитель
3000
5000
3200
70
250—480
100
250
160
160
250
360
360
8 ,0
10,0
10,0
900X 480X 310
1270X 420X 230
140
29,41
1360X 420X 230
145
29,41
-
200
19,85
Кузнецкий
машиностроительный
завод
1*ис. V I I .2. Гидравлический перфоратор ГП-3:
•/ — ко рп ус; 2 — гидровращ атсль
393
Т а б л и ц а
V I I . 13
Техническая хар актер и сти ка гидроперфораторов типа ГП
П оказатели
Энергия уд ар а, Д ж
Частота ударов, мин -1
Крутящий момент, Н -м
Частота вращения, мин -1
Д авление рабочей жидкости, МПа
Расход рабочей жидкости, л/мин:
ударником
вращателем
Д л и н а х высота, мм
Усилие подачи, кН
М асса, кг
Изготовитель
ГП-1
ГП-2
ГП-З
50 100
5000
100— 160
4000
200
200
12,0
220
200
12,0
160—250
3000
300
150
70
50
900Х 125
70
50
900X 125
6,0
6 ,0
10,0
100
40
900X 125
15,0
Не более 150
Кузнецкий машиностроительный завод
ГЛАВА 2
ВЗРЫ ВЧАТЫ Е
ВЕЩЕСТВА И СРЕДСТВА
В З Р Ы В Н Ы Х РАБОТ
МЕХАНИЗАЦИИ
§ 114. Взры вчаты е вещ ества для подземных работ
в ш ахтах, не опасных по г а з у и пыли
Гранулированные в з р ы в ч а т ы е ве щ е с т в а простейшего с о с т а в а. В отечествен­
ной практике применяется игданит у изготовляемый непосредственно на пред­
приятиях-потребителях.
Х арактер и результаты взрывчатого превращения игданита (табл. V II. 14)
определяются величиной контактирующей поверхн 9 сти, качеством контакта
ж идкого компонента с аммиачной селитрой, вязкостькГжидкого компонента и р ав­
номерностью смешения компонентов.
Кинематическая вязкость жидкого компонента при + 2 0 °С находится в пре­
д елах 160—800 м2/с.
Температуры вспышки и засты вани я различных марок жидкого компо­
нента, °С:
да
дз
дл
ДС
л
з
вспышка .
35
50
60
90
60
65
—60 —45 — 10 — 15 — 10 —35
застывание
Воспламенение взвешенного в воздухе жидкого компонента возможно только
при концентрации насыщения.
Согласно «Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий»
(Н -101-54) опасная по токсичности минимальная концентрация жидкого компо­
нента в воздухе составляет 0,3 г/м8.
К ак при положительном (недостаток горючего), т а к и при отрицательном
(избыток горючего) кислородном балансе энергия взры ва игданита сниж ается,
а суммарное количество ядовитых газо в в пересчете на условную окись углерода
увеличивается. При снижении содерж ания горючей добавки повыш ается ч увстви­
тельность игданита к инициированию (от патрона-боевика, детонатора и т. п.).
В соответствии с ГОСТ 2—65 (действует до 1.1.82 г.) влажность аммиачной
селитры не долж на превышать 1 % . Поэтому поставка аммиачной селитры горным
394
Т а бл и ц а
V I I .14
Гранулированные
И гданит
Гранулит М
Гранулит С-2
Вид тары
коэффициент
плотности в
шпуре (с к в а ж и ­
не)
способ
вв
Коэффициент раб
тоспособности от
ситсльно аммони'
№ 6 ЖВ при пло
ности 1 г/см3*
• о _ ,
О X £ н
3 гр яж ан и е
Стоимость, руб/i
Х арактеристика ВВ д л я подземных горных работ
£с
сг а
-Д ф дО
“ 3 <У
212
2p-Ч
° о.
>»СЗ р
2 о -
и в о д о н а п о л н е н н ы е п л а с т и ч н ы е ВВ
М еханизи­
рованный
»
Ручней
1,2
0 ,8
—
1, 1- 1,2
0 ,8
Б ум аж ­
ные с
полиэти­
леновым
вкл ад ы ­
шем
1, 1-
1, 0 - 1,1
0 ,8
95— 110
2/66
123
95/72
117
72/70
155
72/70
М еханизи­
рованный
М - 1,2
0,85
Гранулит АС -8
»
1 , 1— 1,2
0,85
193
13/66
Гранулит АС-4В
»
1 , 1- 1,2
1,0
160
186/76
»
1 , 1- 1,2
1,1
200
186/76
Ручной
1,0
1,1
.225
93/71
»
1 , 0 — 1,1
1,0
162
13/66
М еханизи­
рованный
1 ,4 5 - 1 ,5
0,75
390
83/70
240
5/57
285
5/57
245
5/57
Гранулит АС
Гранулит АС- 8 В
Граммонал А -8
Граммонит 79/21-В
А кванит ЗЛ
П а т р о н и р о в а н п ы с ВВ
Аммонит № 6 ЖВ
Ручной
0,85
1,0
Динафталит
»
0,85
0,9
Аммонал скальный
Яя 3
»
0.8
1,2
»
0,8
1,2
660
5/57
860
5/57
Аммонит скальный
Л'Ь 1 :
патронированный
прессованный
Б ум аж ­
ные
мешки,
гофро­
картон­
ные
ящики
1,15
1,35
Детон ит 10 -А
»
0 ,8
1,1
450
13/61
Детон ит №> 1
»
0 ,8
1,1
500
35/68
* Д л я расчетов р асхода ВВ при аналогичном кач естве дроблеиия горных пород.
395
предприятиям, применяющим игданит, долж на производиться в Прочной водоне­
проницаемой таре.
Скорость детонации игданита возрастает с уменьшением среднего диаметра
гран ул аммиачной селитры. По данным И ГД им. А. А. Скочинского, величина кри­
тического диаметра игданита обратно пропорциональна удельной поверхности
аммиачной селитры (см 2/г), которая определяется ее дисперсностью и пористостью.
С ущ ествует критическая плотность зар яж ан и я игданита, выше которой не
обеспечивается полнота детонации зар яд а.
Температура плавления аммиачной селитры 169,5 °С. При более высокой тем­
пературе она р азл агается на воду и азот. Частые переходы аммиачной селитры
через температурную точку + 3 2 ,3 °С вызываю т изменения ее кристаллической мо­
дификации, разруш ение гран ул и спекание. Температура аммиачной селитры при
за гр у зк е , транспортировании и храпении не должна превышать 70 °С.
И гданит практически не чувствителен к механическим воздействиям.
И гданит допущен к постоянному применению на подземных и открытых гор­
ных работах с механизированным заряж ани ем шпуров и скваж ин ж урнальны м
постановлением № 2/66 Госгортехнадзора СССР.
Гранулированные неводоустойчивые взрывчатые вещ ества заводского изго­
товления.
Гранулиты АС-8 и АС-4— гранулированныеметаллизованиы с ВВ серебристосерого цвета, ппевмотранспортабельны, в полиэтиленовой уп ако вке не слеж и ­
ваю тся. Д л я устранения пыления и электризации, повышения плотности з а р я ж а ­
ния и уменьшения потерь пудры необходимо при заряж ани и впрыскивать в г р а ­
нул ит 2 —3 % воды.
В качестве промежуточного детонатора д л я шпуровых и скваж инны х з а р я ­
дов рекомендуются патроны мощных ВВ соответствующего диаметра.
Гранулиты АС -8 и АС-4 допущены к постоянному применению с ручным и мс
ханизированным заряж ани ем на подземных и открытых работах журнальными
постановлениями N° 13/66 и 72/70. По правилам обращения приравнены к аммо­
нитам.
Гарантийный срок хранения в полиэтиленовых меш ках — 12 мес.
Гранулшп С-2 — гранулированное ВВ средней мощности, изготовляемое на
непористой селитре. Д л я предупреждения частичного вы текани я масла гран улы
селитры с поверхности опудрены древесной мукой. Это обеспечивает стабильность
его состава и неслеживаемость при хранении. Д л я пневматического зар яж ан и я
не рекомендуется из-за возможности отслаивания и уноса из за р яд а древесной
м уки.
Рекомендуется д л я взрывания в кам ерах и скваж ин ах диаметром более 100 мм
при добыче строительных материалов и други х некрепких пород. М асса промежу­
точного детонатора из аммонита JVb 6 ЖВ д л я инициирования зар яд а ВВ должна
быть определенной величины.
Гарантийный срок хранения в полиэтиленовых меш ках — 12 мес.
Допущен к применению на подземных и открытых работах ж урнальны м по­
становлением № 72/70.
Гранушт. М — простейшее гранулированное ВВ средней мощности заво д­
ского производства. При пневмозаряжании не пылит, не пачкает и не выделяет
вредных вещ еств.
К удар у и трению малочувствителен, из выпускаемых гранулированных ВВ
наиболее безопасен в обращении.
Устойчиво детонирует в шпуровых за р яд ах и скваж и н ах .
В м ягки х гр ун тах и слабых породах диаметр зар яд а должен быть увели­
ченным по отношению к диаметру зар яд а в крепких породах.
Гарантийный срок хранения в полиэтиленовых меш ках — 12 мес.
Допущен к постоянному применению на открытых и подземных работах с руч­
ным и механизированным заряж ани ем ж урнальны м постановлением № 95/72.
Гранулированные водоустойчивые взры вчаты е вещ ества'
Граммонал А-8 — неслеживаю щ ссся сыпучее В В серо-стального цвета,
наиболее мощное из допущенных к применению на подземных работах.
Им можно за р яж ать россыпыо шпуры в крепких и весьма крепких
породах.
396
В сильно увлажненном состоянии (10— 12 % ) за р яд грам м окала надежно де­
тонирует от промежуточною детонатора — стандартного водоустойчивого В В ,
а в сухом от СВ.
В связи с высоким пылением и электризацией для пневматического за р яж е ­
ния не рекомендуется.
Допущ ен к постоянному применению на открытых и подземных работах ж у р ­
нальным постановлением № 93/71.
Граммонит 79/21Б — гранулированный, хороши сыпучий и однородный
продукт светло-желтого цвета, гран улы селитры которого пропитаны и частично
покрыты расплавленным тротилом. С поверхности сл егка ожирены минеральным
маслом.
Чувствителен к К Д и ДШ , от стандартного патрона ВВ надежно дето­
нирует в сильно увлажненном состоянии.
В связи с высоким пылением и электризацией для пневматического з а р я ж а ­
ния не рекомендуется.
По условиям обращения приравнен к аммонитам. Гарантийный срок хране­
ния в полиэтиленовых меш ках — 12 мес.
Гранулиты АС-4В и АС-8В — однородные по внешнему виду, сыпучие, малопылящие ВВ серсбристо-серого цвета. Гранулиты определенное время
м огут находиться в обводненных непроточной водой горизонтальных и на­
клонных вниз ш пурах (скваж и н ах), малочувствительны к механическим воз­
действиям,, более безопасны при механизированном применении (растаривании,
заряж ании) по сравнению с граммонитом и граммоналом.
В процессе пневмозаряж ания гранулитов н ар яду с соблюдением об­
щих правил безопасности и защиты от статического электричества рекомен­
д уется впрыскивать в их состав 2 —3 % воды, применять зарядчики с пылеуло­
вителями.
Гарантийный срок хранения в полиэтиленовых меш ках — .2 мес.
Допущены к постоянному применению на открытых и подземных работах
с. ручным и механизированным заряж ани ем ж урнальны м постановлением
№ 186/76.
Мощные водоустойчивые взры вчаты е вещ ества. Скальный аммонит
1
способен устойчиво детонировать при высокой плотности в патронах.
Не теряет способности детонировать с высокой скоростью и в намокшем состоя­
нии. Отличается повышенной чувствительностью к механическим воздействиям
и огню. В ы пускается в прессованных и насыпных патронах.
Аммонал скальный № 3— однородный порошок серо-стального цвета. В длин­
ных ш пуровых за р яд ах детонирует надежнее, чем прессованный скальный аммо­
нит. Применение его в непатронированном состоянии и с механизированным за р я ­
жанием патронами не разреш ается, патроны заряж аю т только вручную.
Аммонал — однородный мелкий порошок серо-стального цвета. Малосыпуч,
водоустойчив, стабилен при хранении. К механизированному заряжанию не раз­
решен. В ы пускается только в патронированием виде.
Допущен к постоянному применению на открытых и подземных работах ж у р ­
нальным постановлением № 5/57.
Порошкообразные взрывчатые вещ ества средней мощности. Аммонит ЛЬ 6
ЖВ — простейшее по составу и технологии В В . На подземных работах приме­
няется в патронированием виде. Разрешен к заряж анию только ручным способом.
Гарантийный срок хранения в полиэтиленовой у п а к о в к е — 12 мес.
Динафталит — наполовину зерненый, малопылящий, сыпучий порошок
желто-песочного цвета.
В виду гидрофобизации и-зернения не слеж и вается. В ы пускается в патронах
применяется в ограниченных количествах.
Порошкообразные нитроэфирсодержащие водоустойчивые взрывчатые ве­
щ ества высокой мощности. Детониты 10А и М — малопылящие, жирные на
ощ упь, порошкообразные ВВ серо-стального цвета. Изготовляю тся на труднозамерзающей смеси нитроэфиров, поэтому допущены к применению во всех клима­
тических районах страны.
В ыпускаю тся только в патроиированном виде, отличаются высокой детона­
ционной способностью, водоуслойчивы.
397
В зимнее время детониты перед использованием необходимо выдержать на
подземном складе для отогревания до температуры окружающ ей среды.
Детониты имеют повышенную чувствительность к механическим и тепловым
воздействиям.
При работе с детонитами надо избегать их соприкосновения с открытым телом
и вдыхания пыли, так к а к ж идкие нитроэфиры, попадая через к о ж у и органы ды ­
хания в кровь людей, вызываю т сильные головные боли и тошноту.
Гарантийный срок хранения в полиэтиленовой оболочке— 14 мес.
Детониты 10А и М допущены к постоянному применению на подземных р уд ­
никах с оучным заряж анием патронов журнальными постановлениями № 313/61
и 35/68.'
§ 115. Приготовление и гданита
Изготовление игданита разреш ается к а к в стационарных п ун ктах с механизи­
рованным смешением компонентов, так и на месте зар яж ан и я в передвижных сме­
сительных устройствах, допущенных к применению Госгортехнадзором СССР.
Н а месте приготовления игданита недопустимо нахождение средств взр ы ва­
ния и производство каких-либо работ. Равномерность смешения компонентов
(готовность игданита) определяют визуально.
М арку жидкого компонента выбирают в зависимости от температуры воз­
д у х а па месте изготовления и применения игданита.
Пункты централизованного изготовления игданита должны иметь специально
оборудованные площадки и склады для приемки, хранения и лодготовки аммиач­
ной селитры.
В настоящее время аммиачную селитру доставляю т на горные предприятия,
к а к правило, в крафтмешках с полиэтиленовым вкладыш ем или без него. Мешки
предохраняют аммиачную селитру от загрязнения посторонними примесями и
увлаж нен ия.
Наиболее перспективными являю тся бестарлые операции с аммиачной селит­
рой, повышающие условия безопасности и облегчающие комплексную механиза­
цию взрывных работ. В этом случ ае необходимо тщательно следить за недопуще­
нием загрязн ен ия селитры.
При контейнерной доставке и хранении аммиачной .селитры целесообразно
применять м ягки е резино-кордовые контейнеры.
Аммиачную селитру, относящуюся к ВВ II группы, можно хранить на базис­
ном или раздаточном складе В В , или в складских здан и ях, расположенных на
территории склад а ВВ и вне территории склада ВМ, например, на территории
стационарного пункта приготовления игданита.
Разреш ается совместное хранение в одном хранилище растаренной и затарен­
ной в полиэтиленовую у п ако вку аммиачной селитры.
При бестарных операциях с аммиачной селитрой ее можно располагать н а­
сыпью б ш табелях высотой не выше 3 м, при этом расстояние от поверхности
бурта до несущих бялок или ферм должно быть не менее 1,5 м.
Аммиачную селитру можно хранить насыпью в герметичных бункерах с уст­
ройством д л я механической или пневматической загр узк и . При этом во всех с л у ­
ч аях ее влажность не должна превышать 1 % .
Д опускается растаривание аммиачной селитры в процессе р азгр узки из ваго ­
нов или автомашин с одновременной загр узко й в места хранения или в смесительно-зарядные машины.
Жидкий компонент перевозят и хр ан ят на поверхности в порядке, установлен­
ном для перевозки горючих и смазочных материалов.
В подземных усло ви ях дизельное топливо хр ан ят в закрываю щ ихся м етал­
лических сосудах (бидонах, ящ иках и т. п.) в количестве, не превышающем суточ­
ной потребности.
В подземном пункте доп ускается изготовление за один прием до 200 к г игда­
нита.
П ункт (кам ера) должен состоять из трех отделений, разделенных м еж ду собой
перегородкой из несгораемого материала толщиной 25 см: для хранения аммиач­
ной селитры, необходимого зап аса жидкий компонент и смешения компонентов.
398
рис. VI 1.3. Вариант хранилища аммиачной селитры
П ункт располагается на расстоянии не менее 10 м от основных выработок
с обособленной системой прозетривания от общешахтной струи.
Игданит изготовляют, к ак правило, пневматическим или механическим спосо­
бами.
Н а скл ад ах ВМ и пунктах подготовки ВВ или их компонентов применяют
аккумуляторные электропогрузчики ЭПВ-1 или КВЗ-1,5.
Проект действующего хранилища с применением электропогрузчиков
(рис. VI 1.3) для механизации погрузочно-разгрузочных и транспортных работ
разработан Свердловским ИГД
Министерства черной м еталлур­
гии СССР. Согласно проекту
пакеты
аммиачной
селитры
или В В формируются на под­
донах. В каждом поддоне пакет
состоит из шести рядов по три
меш ка в р яду.
Хранилище
имеет д ва рабочих тамбура.
Вдоль всего хранилища оставлен
проход шириной 3 ,5 м.
Д л я бестарного хранения
можно использовать герметизи­
рованные бункера или башни.
Башенные хранилища целе­
сообразно за гр у ж ать или раз­
гр уж ать пневмоспособом.
Вопрос бестарных операций
с аммиачной селитрой может
быть решен только при услозии
ее поставки с завода-изготови­
теля в специальных ; цистернах
или ем костях, оборудованных
устройствами д л я
пневмопо­
гр узки .
С целью предупреждения
слеж ивания аммиачной селитры
в башне (рис. V II.4) необходим
периодический перепуск ее по
зам кнутой системе с помощью
камерных насосов с аэрирова­
нием аммиачной селитры, что
Рис. V I I .4. Башенный склад аммиачной селитры:
позволяет транспортировать ее
/ — баш ня (хранилищ е); 2 — ем кость; 3 — бре­
с невысокой скоростью и боль­
зентовый р у к а в ; 4 — аэробункер; 5 ; — камерные
насосы; 6 — перегрузочный б ункер ; 7 ' — аэро ж е­
шой концентрацией твердого
лоб; 8 — пн евм ор азгр уж атель; 9 — бун кер -о са в потоке (аэролифтами или
ди тель; 10 — воздухопровод; 11 — транспортный
пневмоподъемниками).
трубопровод
399
Рис. VI 1.5. Пневмоподъемник периодического (л ) и непрерывного действия (tf)
Пнезмоподъемники периодического и непрерывного дейст вия (рис. VI 1.5) пред­
н а з н а ч е н для транспортирования сыпучих материалов по вертикали. Они пред­
ставляю т собой аэрокамеру 1 с пористой перегородкой 2 , через которую сжатый
воздух поступает на аэрирование материала. Взвеш анная аэросмесь поступает
в транспортный трубопровод 3 и по нему транспортируется в бункер-хранилищ е 4.
В аэрокамеру пневмоподъемника периодического действия аммиачная селитра
из бункера поступает самотеком через загрузочно-запорное устройство. В пневмо­
подъемнике непрерывного действия подача аммиачной селитры в аэрокам еру вы ­
полняется шнеком 5.
Д л я рыхления аммиачной селитры и приготовления игданита применяют
устройства, предназначенные: только д л я рыхления аммиачной селитры; для ры х­
ления аммиачной селитры и смешения ее с жидким компонентом; только д л я см е­
шения аммиачной селитры с жидким компонентом; для изготовления и з а р я ж а ­
ния И Г Д Я Н И Т Я .
Начальной стадией изготовления игданита яв л яется подготовка аммиачной
селитры, обеспечение ее сыпучести.
ИГД им. А. А. Скочинского создан трехсекционный механический рыхлитель
РМАС (рис. VI 1.6), который состоит из приемной воронки /, разборного тр ехсек­
ционного корпуса 2 , конуса предварительного рыхления 3, трех гребенчатых
скребков 4, сит 5, разгрузочной течки 6 и электрического привода 7.
Корпус имеет разъем по месту установки сит и днища. Приемная воронка
съемная.
Конус предварительного рыхления и скребки монтируются на одном в ал у.
Д л я более эффективного рыхления аммиачной селитры конус и первое сито снаб­
жены штырями. Последний (нижний) скребок 8 выполнен сплошным, он подает
разрыхленный материал в течку.
Производительность установки 1000 кг/ч. Общая м асса — около 300 кг.
Ишимский заво д «Автозапчасть» серийно вы пускает скребковую уст ановку
ИСУ-4 производительностью 6000 кг/ч при максимальном размере подрешетного
400
продукта 5 мм. У становка при­
меняется при напольном бестар­
ном хранении аммиачной се­
литры.
В установке УИ-1, приме­
няемой на Ачисайском полиме­
таллическом комбинате, аммиач­
ную селитру ры хлят с помотцыо
вращающегося конуса в прием­
ной воронке. Зазор м еж ду во­
ронкой и конусом регулируется
посредством небольшого переме­
щения воронки вдоль верти­
кальной
оси.
Разрыхленный
материал через этот зазор само­
теком поступает в шнёко-смеситсльиую кам ер у, к у д а через фор­
сун к у впрыскивается жидкий
компонент в количестве, соответ­
ствующем порционной загр узк е
аммиачной селитры (50 кг за
цикл).
Аммиачную
селитру
с жидким компонентом смеши­
вают с помощью ш нека, пне­
вмопривод которого реверси­
руется. Приготовленный игдапит вы дается через загрузочный
патрубок в емкость.
Пневматический эжектор ный смеситель ПСЭ конструк­
ции И Г Д и м . А. А. Скочинского
состоит: из бункера 1 (рис. VI 1.7)
Рис. VI 1.6. Трсхсскционный рыхлитель ам м и ач­
с ситом 2 , расширителя Зу
ной селитры
эжекторной головки 4 , бачка 5
д л я жидкого компонента пускового крана 6. Отличительной особенностью сме­
сителя явл яется точная дозировка компонентов и равномерное их смешение.
/
Z 6
Рис. VI 1.7. П невмосмеситель эжекторного типа
401
Расход сж атого во зд уха на эжекторную головку при производительности
смесителя от 0,3 до 1,8 кг/с составляет 5—8 м 3/мин.
Самоходные установки д л я приготовления игданита и за р яж ан и я готовой
смеси состоят из отдельных емкостей смесительных устройств и приспособлений
д л я приготовления В В , регулирования производительности, температуры, по­
догрева и подачи ВВ.
§ 116. С хем ы комплексной м ехан и зац и и в з р ы в н ы х работ
Д л я гранулированных и патронированиых ВВ применяют контейнерную
(с применением поддонов), пневмотранспортную и комбинированную схемы ком­
плексной механизации взрывных работ.
Контейнерная схема (рис. VI 1.8) обеспечивает использование унифицирован­
ных герметичных контейнеров емкостью 1 т со сменным пневматическим или само-
V777777777777}
'//.////ими///
/7777777777777777777777?7Т;
^777777777777777777777777777777,
У/////////У/////////////////
7777//77777777777777777Ш Ш 7777777777777777777777777777777777777777}
Рис. V I I .3. "Контейнерная схема механизации взры вны х работ:
/ — вагон МПС; 2 — р астар и ватель; 3 —транспортный трубопровод; 4 — автомаш ина;
5 — контейнер; 6 — т е л е ж к а ; 7 — загр узоч ны й трубопровод; 8 — пневмопитатель; 9 —
зарядн ы й ^трубопровод; 10 — забой] j
'7777777777, ///////////у//////,г-уу///' 77777777777.
7777777777:
777777,
. /У7///////7//Л ^М////////Ж/ММг/Ш/А.
'у//////////////////////к
1^
Рис. VI 1.9. П невмотранспортная схема механизации взры вн ы х работ:
1 — вагон МПС; 2 — р астар и ватель; 3 — транспортный трубопровод; 4 — ци клон -рас­
пределитель; 5 — хранилищ е В В; 6 — пневмопитатель; 7 — пневмопогрузчик; 8 — пере­
клю чатель потоков; .9 — м аги стр аль п одзем ная; 1C — загр узоч ны й трубопровод; 11 —
блоковый зар я д ч и к; 12 — зарядн ы й трубопровод; 13 — забой
40 3
течным питателями В В . З агр у зк а их производится из железнодорожных вагонов
при помощи электропогрузчиков или вакуумного пневмотранспорта.
Контейнеры доставляю тся по стволу и откаточным выработкам до рабочих
блоков, где ВВ перегружаю т в зарядчики шпуров или после установки пневмопитателей транспортируют по ш лангам и заряж аю т скваж ин ы .
В автомашинах, перевозящих контейнеры, предусмотрены гидрокраны для
механизации погрузочно-разгрузочных работ, а в хранилищ ах — автокары гр у ­
зоподъемностью 1 т.
Пневмотранспортная схема (рис. VI 1.9) обеспечивает использование унифи­
цированных пиевмопитателей, хранение ВВ иг расходных скл ад ах рудников и
карьеров в герметичных типовых бункерах, заряж ани е шпуров й скваж ин с дистан­
ционным управлением.
М аксимальное расстояние транспортирования ВВ без перегрузки принято
1 км. При больших расстояниях через каж ды й километр устанавливаю т промежу­
точные перегрузчики с унифицированными автоматическими дозаторами, у п р ав ­
ляемыми дистанционно.
Комбинированная схема (рис. VI 1.10) обеспечивает использование наиболее
эффективных средств механизации взрывных работ.
§ 117. Средства механизации
взры вн ы х работ
Погрузочно-разгрузочные работы. А ккумуляторны е погрузчики (табл. V II. 15)
выпускаю тся во взрывобезопасном исполнении и удовлетворяю т необходимым
требованиям правил эксплуатации и безопасности.
При транспортировании
погрузчиками,
особенно
на значительные
расстояния, целесообразно
применять навесные приспособления с при­
жимными и сталкивающими устройствами и для укл ад к и пакетов.
Т а б л и ц а V II. 15
Технлчгскап хгр ахггр и сти ка электропогрузчиков во взрывобезопасном исполнении
ЭПВ-104,
ЭПВ-105
ЭПВ-1 (612)
ЭПВ-1 (614)
750
10С-0
1000
ширина
1000
1000
1140
длина с.вилами
2560
1995
2970
2 IC0
1480
2340
строительная высота
Наименьший радиус по­
ворота (внешний), м
Дорожный просвет, мм
Наибольшая скорость
движения с грузом, км/ч
1,7
2 /.
1,3
1,6
75
5,0
90
9,0
П оказатели
Грузоподъемность, кг
Габариты, мм:
М асса, кг
Наибольш ая высота подъ­
ема вилок, м
Б аза, м
90
100
6 .0
6,5
2360
3100
ЗОЮ
ЭП-103-18
Э П -1Об-18
1580
1000
930
960
2500
1595
1995
2000
2300
1,8
1,8
1,8
1,0
1,0
1,0
Техническая характ ерист ика навесных приспособлений
МП-66
НП-54МА
НП-59
Грузоподъемность, кг . .
Рабочая длина штырей, м
Габариты, мм:
1300
1200
1.0
0,97
1050
—
длина ..................................
ширина .............................
1190
1160
990
274
10С0
10С0
620
370
900
1310
1470
300
в ы с о т а .......................................
Масса, к г
.....................
Мешкосбрасывающая установка МСУ-1 конструкции К азахского политехнического института им. В. И. Ленина (рис. V II. 11) состоит из виброплощадки /,
колебание которой передается вибратором 2. Под воздействием направленных
колебаний весь пакет мешков сдвигается к шторкам 3 , попеременным опусканием
которых осущ ествляется поштучное сбрасывание мешков.
Техническая характеристика МСУ-1
Частота колебаний площадки, мим " 1 ................... ....
530
Амплитуда колебаний, мм
Угол вибрации, градус . .
9
30
Угол наклона площадки к
горизонту, градус
. . . .
Время сбрасывания пакета
ч из \2 мешков, мин
. . .
М асса, к г ..................................
. 4
3
1000
Дештабелер ДМ-1 (рис. VI 1.12). Основным рабочим органом установки я в ­
л яется подъемная кар етка 1 с толкателем 2 , движ ения которых сблокированы и
управляю тся концевыми выклю чателями 3. П акет мешков устан авли вается на
подъемную кар етку деш табелера. После подъема пакета на высоту слоя мешков
последние толкателем перемещаются на приемную площ адку, отбойная грань
которой выполнена под углем 70° к оси движ ения то лкателя, что обеспечивает
поочередную выдачу мешков на ленту транспортера вдоль продольной ее оси.
Время подачи каж дого мешка на транспортер определяется скоростью пере­
движения толкателя и углом среза площадки.
Д л я подъема контейнера и пакетов с ВВ применяют электрические тельферы.
Техническая характеристика тельфера Т-Э3521
Грузоподъемность, кг
Высота подъема, м
Скорость подъема,
м / м и н .............................
Скорость передвиже­
ния, м / м и н ...................
3000
12
8
20
Монорельсовый путь Д вутазр ы № 24,
’ 30 , 36
К а н а т .............................3,5-Г -I-Р -100
ГОСТ 7675—73
Электродвигатель ме­
ханизма подъема . .
Мощность
электро­
дви гателя, кВ т . . .
Электродвигатель ме­
ханизма передвиже­
ния ..................................
Мощность
электро­
дви гателя, кВ т . . .
Минимальное расстоя­
ние-от монорельса до
крю ка, м
...................
АОС-51-4
4,5
АОЛ-22-4
0,4
1,31
Поддоны предназначены для пакетных перевозок. Более эффективны двухгофровые фанерные поддоны, разработанные Ленинградским ЦНИИ фанеры.
Техническая характеристика поддонов
Тип п о д д о н а ........................................................................
М асса, к г .............................................................................
Номинальная грузоподъемность, кг . . . . .
Расход металла на один поддон, к г ...................
Расход, древесины па один поддон, м® . . . .
Стоимость одного поддона, руб..................................
2П-2
(деревянный)
26—30
1000
0,7
0,095
6,75
Профильный
(фанерный)
13— 15
1500
0,040
3,10
405
Рис. V II. 11. М еш косбрасываю щ ая
406
устан о вка МСУ-1
Т а бл и ц а
V II . 16
Техническая характеристика резино-кордовы х контейнеров
П араметры
М К -1-1,5
М К-З-1,5
М К -1-2,5
МК-1-3
М арка рези но-кордового
материала
Габариты, м
Р К -2 (МК)
Р К -3 (МК)
РК-3 (МК)
РК-3 (МК)
1 ,1 X 1 ,IX
X 1,25
1 ,1 X 1 ,IX
X 1,25
Рабочий объем в за гр у ­
женном состоянии, м*
М асса порожнего кон­
тейнера, кг
Грузоподъемность, т
Размеры л ю ка; м:
загрузочного
разгрузочного
Д опустим ая насыпная
плотность
транспорти­
руемого продукта, т/м3
1,8
1,8
1 ,1 X 1 ,IX
Х 2.0 8
2,9
1 ,1 X 1 ,IX
Х 2 ,5
3,6
45
60
75
90
2
4
4
4
0 ,5 X 0 ,5
0 ,3 X 0 ,3
0 ,5 X 0 ,5
0 ,3 X 0 ,3
1,0— 1,35
0 ,5 X 0 ,5
0 ,3 X 0 ,3
1,0— 1,35
0 ,5 X 0 ,5
0 ,3 X 0 ,3
1,0
1,0
Резино-кордовые контейнеры представляют собой закры ты е емкости к вад р ат ­
ного сечения с разгрузочным и загрузочным люками (табл. VI 1.15).В сложенном
состоянии эти контейнеры занимают одну десятую часть своего объема.
В ы гр узка контейнеров типа М К из полувагона и перегрузка их на контей­
нерную площ адку осущ ествляю тся автопогрузчиком 4028 с безблочиой стрелой
или кранами на иневмоколесном ходу КП -4 или К П -6,3 или автокранами АК-4 и
А К -6,3.
Техническая характеристика автопогрузчика 4028
Грузоподъемность, кг:
вилочных захватов . .
крю ка с т ре лы. . . . .
Габариты, мм:
длина*с вилами
. . .
длина со стрелой’ . . .
шир ина . . . . . . . .
высота при опущенных
вилах ..................................
Высота подъема гр уза, м:
вилочными захватами .
крюком стрелы . . . .
10 000
500
6510
8535
2600
3750
4,5
8,24
Наибольшая скорость подъ­
ема гр уза на вилах, м'мин
Скорость опускания гр уза,
м/мин . . . .............................
Наибольш ая скорость пере­
...................
движ ения, км/ч
Наименьший радиус пово­
рота, м:
по наруж ному габариту
но стреле . . . ...................
Наименьш ая ширина проез­
дов, пересекающ ихся под у г ­
лом 50 , м „ . ........................
Дорожный просвет, мм . .
14
38
40
4,8
5,45
3,42 j
240 I
Техническая характеристика кранов
КП-4
к п - 6 ,3
АК-4
—
2000
6300
4000
3000
4000
2500
3000
4000
1000
6
4000
6
а
СП
О
О
Грузоподъемность при работе, кг:
на максимально раздвинутых вынос­
ных о п о р а х ........................ ............................
на сближенных выносных опорах . .
без выносных о п о р ......................................
Грузоподъемность при передвижении с
грузом на крю ке, к г .......................................
М аксим альная высота подъема крю ка, м
А К -6,3
6300
4000
1000
1600
8
407
М аксимальная скорость подъема—опу­
скания гр у з а , м / м и н ......................................
Скорость передвижения с грузом, км/ч
Преодолеваемый уклон, градус . . . .
12 5
5
20
12,5
3
20
12,5
5
20
J 2,5
3
20
Комплекс уст ройст в базисного склада при пневмотранспорте В В включает
компрессорную станцию с д вум я электрическими винтовыми компрессорами типа
В К -1 1 с общей производигельностью 50 м3/мин, управление которыми осущ ест­
вляется дистанционно.
Трубопроводы сж атого воздуха диаметром 75 мм прокладываются к установке
бункеров-дозаторов, стационарному растеривающему п ун кту и хранилищу ВВ.
Д л я растаривания мешков с ВВ применяются растариватели-пневмопогрузчики.
Техническая характеристика рас тарива теля-пневмопогрузчика
Производительность, кг/мин
Длина пневмотранспорта В В,
.........................................................
м
Диаметр транспортного трубо­
провода, м м .......................................
Рабочее давление сжатого воз­
д ух а , М П а .......................................
300
250
85
0,6
Расход воздуха, м^/мин . . .
Габарита, мм:
длина ................................................
ш и р и н а ...........................................
в ы с о т а ...........................................
М асса, к г ...........................................
То ж е, в переносном варианте
12
1390
1300
83Ь
200
100
Растариватель-пневмопогрузчик РПП-1 (рис. VI 1.13) состоит: из б ун кер а 1
с сеткой 2 , на наклонной стенке 3 которого установлен нож 4. В нижней части
бункера находится пневмодозатор 5 с пультом управления 6, трубопроводами /
для подвода сж атого воздуха и трубопроводами материала 8. В верхней части
бункер оборудован подвижной перемычкой 9 , на которой крепится тяговы й пневмоцилиндр 10 с штоком 11. Шток ж естко связан с вилкой 12, а пневмоцилиндр —
со штоком 13 пневмоцилиндра 14, управляемого кранами 15 и 16, и имеет трубо­
проводы 17. Все это смонтировано на раме 18, которая может располагаться на
колесах 19. Тяговый пневмоцилиндр связан с мультивибратором 20.
Ме:иок с ВВ подается на стен ку, разрезается, перелам ы вается, а ВВ высы­
пается.
Д ля полного высыпания ВВ вклю чается мультивибратор. Мелкий материал
через сетку просыпается в пневмодозатор, а слежавш ийся дробится вилкой и
так ж е попадает в иневмодозатор, затем далее транспортируется по трубопроводу
сжатым воздухом. Растариватель не только вскры вает мешки, но и транспорти­
рует ВВ при помощи сжатого воздуха с места р азгр узки .
Вибрационная мешкорастаривающая установка УРВ-2 служ и т д л я растари­
вания мешков с аммиачной селитрой и гранулированными В В , вы пускаемых
Рис. V II. 13. Растариватель-пневмопогрузчик РПП-1
408
В стандартной уп ако вке, кроме дж уто вы х мешков, а т ак ж е д л я просеивания и дро­
бления слеж авш ихся куско в В В .
Техническая характеристика УРВ-2
форма несущего органа ( л о т к а ) ..........................................................
Система виброконвейера
...................................... .................................
Ч исло‘ н о ж е й .....................................................................................................
Число линий резания
.............................................................................
Вид г р о х о т а ............................. .......................................................................
Вид д р о б и л к и ........................ ' ...................................................................
Ширина выходной щели дробилки, мм
Вибратор
.......................................
..........................................................................................................
Корытчатая
Уравновеш енная
2—3
1
Ситовой
Щ ековая,
вибрационная
5—50
(регулируемая)
Шатунноэксцеитриковый
Эксцентриситет, м м ......................................................................................
Амплитуда колебаний вибратора, мм
...........................................
Частота колебаний, мин - 1 ........................................................................
Привод ...............................................................................................................
Мощность электродвигателя, к В т .....................................................
Скорость движения мешка, с м / с ..........................................................
Производительность, т/ч .......................................................................
Габариты, м:
д л и н а ..............................................................................................................
ш ирина..............................................................................................................
в ы с о т а ..............................................................................................................
М асса, к г ..........................................................................................................
-6
3
1000
Электродвигатель
во взрывобезопас­
ном исполнении
2,7
15—20
20—25
3,3
0,7
1,2
400
Л оток, рама и электродзигатель установки заземляю тся.
Д л я улавливани я случайно попавших металлических предметов имеются по­
стоянные магниты.
Расшаривающая машина МПР-30 на базе шасси автомобиля MA3-503B-1
содержит ленточный конвейер, полноповоротную платформу, растаривающую
головку, гидросистемы с гидроприводом и гидроопорами.
Техни ческая т рак терце тика М11Р-30
Производительность, т/ч
Скорость движ ения лен-
28—30
ТЬ1, м с ..................................
Ширина ленты, мм . .
^,5
650
Ч астота вращения барабана-растаривателя,
Д ви гател ь конвейера
^
Гидравлический
Установка бункеров-дозаторов (рис. V II. 14) вклю чает: металлическую кон­
струкцию , состоящую из опор, верхней и нижней площадок обслуж ивания; 18 ан а­
логичных бункеров-дозаторов с фильтрами и клапанными затворами, которые
при помощи кольцевой опоры подвешиваются на верхней (несущей) площадке
обслуж ивания; комбинированные полиэтиленовые и армированные резиноткане­
вые трубопроводы д л я пневмотранспорта гранулированных В В . Конструкция бун­
керов, фильтров и клапанов для р азгр узки обеспечивает герметичность установки
и сохранность ВВ.
Д л я пневматической загрузки бункера-дозатора из раста риватсля-пневмопогрузчика его трубопровод подключается к транспортному трубопроводу, про­
ложенному от растаривающей установки. Учет количества загруженного ВВ про­
изводится ответственным лицом по количеству растаренных мешков. Процесс
нагрузки контролируется через специальное окно в верхней части бункера, кото­
рое после окончания процесса герметично закр ы вается с помощью стяж ны х бол­
тов.
409
Рис. V II. 14. У стан овка бункеров-дозаторов
При р азгр узк е ВВ в зарядно-доставочные машины к последним подклю чается
гибкий р у кав из полиэтиленовой ткани и открываю тся загрузочны е окна в б унке­
р ах. Т акая конструкция исключает возможность просыпи ВВ и образования пыли
при загр узке машин.
5 j
При открывании клапана ВВ самотеком перегруж ается из бункера-дозатора
в зарядно-доставочную устан о вку.
Техническая характеристика бункеров-дозаторов
Форма:
б у н к е р а ...............................................................Цилиндрическая
нижней части д л я вы п уска ВВ . . . Усеченный конус
Емкость, м3- ..........................................................
Основные размеры, мм:
ш ирина...................................................................
д л и н а ...................................................................
в ы с о т а ...................................................................
З а г р у з к а ...................................................................
Р а з г р у з к а ................................................ ....
Размеры люков, мм:
разгрузочного.....................................................
за гр у з о ч н о го .....................................................
Конструктивные угл ы дл я истечения ВВ,
г р а д у с ........................................................................
Средства г е р м е т и з а ц и и ..................................
Максимальные сроки хранения В В за
время испытаний, сут
..................................
П рямоугольная
Усеченная пира­
мида
5,10
5,25
1600
1600
3600
1300
2230
2580
П невматическая
Самотечная
П невматическая
d — 350
3 5 0 Х 125
d = 85
d = 85
60—80
45—55
Краны, клапан кран а, шибер
180
.
360
Д ля пневмотранспорта ВВ на базисном складе ВВ применяются униф ициро­
ванные свободнопоршневые -горизонтальные пнгвмодозаторы.
410
Узел А
Пневмодозатор М П Д-2 (рис. V II. 15) состоит: из литого дюралюминиевого
корпуса 1 с загрузочным окном 2 и отверстиями д л я подвода воздуха и выдачи
смеси.
В корпусе помещен свободный поршень, выполненный из дюралюминиевых
дисков 3 с приливами, собранными на штоке 4 и закрепленными гайкам и 5. С тор­
цов цилиндрический корпус 1 закр ы т крыш ками 6. Н а одной из крыш ек установ­
лен гидроцилиндр 7, поршень 8 которого через шток 9 соединен со штоком пневмо­
дозатора. Гидроцилиндр трубопроводами 10 соединен с клапанной коробкой 11,
имеющей два всасываю щих 12 и два нагнетательных 13 ш ариковых клап ан а.
К клапанной коробке подведены всасывающий 14 и нагнетательный 15 трубо­
проводы.
П ульт управления состоит из литого корпуса 16, в котором размещены золот­
ник 17 автоматического и ручного переклю чения, клапан 18 включения золотника,
кнопки ручного переключения 19, 20, дроссель 21 воздуха для продувки пневмо­
дозатора.
.
. ,
П ульт управления соединен с пневмодозатором трубопроводами 22, 23, 24.
Пневмотранспортный трубопровод 25 имеет кран 26 дистанционного управле­
ния дозатором и на конце кольцевую кам еру 21 д л я подачи жидкости в поток су ­
хого материала.
Д л я герметизации дисков в корпусе с л уж ат манжеты 28 из масломорозостой­
кой резины, которые запрессовываю т в кан авки дисков, имеющих внутренние вы ­
ступы. Д л я гаш ения ударсв поршня дозатора о крыш ки с л уж ат резиновые
кольца 29.
С целью увеличения срока служ бы манж ет в полости м еж ду крыш ками и край ­
ними дисками зали вается машинное масло. Д л я контроля давления воздуха сл у­
ж ит манометр 30, а д л я предохранения системы управления от попадания м ате­
риала и масла в материал — фильтр 31.
В случае водонаполненных ВВ синхронно с поршнем пневмодозатора рабо­
тает гидронасос, съемные цилиндры которого рассчитаны на подачу ж идкости при
411
прямом и обратном ходах поршня в-заданном отношении к сухом у м атери алу.
У правление пневмодозатором М ПД-2 с гидронасосом производится при помощи
пульта ручного и автоматического управления. Пневмотранспорт сухой смеси
производится по ш лангу 25, а транспорт жидкости — по ш лангу 14. Смешение
компонентов, подаваемых пневмодозатором в заданной пропорции, производится
в смесителе 26 и зарядной трубе.
Во избежание дробления материала в бункерах скорость потока смеси не
должна превышать 20—25 м/с. При пневматической за гр у зк е пылящих м атериа­
лов на выходной патрубок лю ка должен устанавливаться рукавны й фильтр. При
загр узк е бункеров вакуум ны м способом вместо рукавного фильтра присоединяется
трубопровод от вакуум -н асо са.
Транспортно-зарядные машины. Д л я транспортировки россыпных В В от
базисного склада ВМ до промплощадки рудников применяется несколько типов
транспортно-зарядных машин.
Техническая характеристика т ранспорт но-зарядного
автосамосвала « Универсал»
Назначение
..........................................................Автотранспорт, дозирование, з а р я ж а ­
ние гранулированными, простейшими,
водон а пол ценными и льющимися ВВ
Тип б у н к е р а ............................. ............................ С алюминиевыми затворами шиберного
типа
Способ з а г р у з к и ................................................ В акуум ны й, нагнетательный, само­
течный
Способ разгрузки
........................................... Самотечный и пневмотранспортмый с
дозированном
Тип а в т о с а м о с в а л а ........................................... КрАЗ-256, КрАЗ-256Б, Я АЗ-210 или
Я АЗ-21 ОЕ
Тип съемного д о з а т о р а ..................................
М ПД-2 или РД-1
Производительность дозатора, кг/мин
Д о 300
До 40—60
Длина пневмотранспорта, м ................... ....
Р асход воздуха пневмодозатором МПД-2,
м3/ м и н ........................................................................
До 15
Подача жидкости пневмодозатором МПД-2
6— 15
от расхода В В , % ...........................................
Емкость бункера, м? .......................................
5,25
Грузоподъемность, к г .......................................
9000
Количество бункеров, шт.................................
2
Время подъема и опускания кузо ва, с
15
М аксим альная скорость движ ения само­
свала, км/ч
.....................................................
Д о 50
Управление дозаторами МПД-2 . . . .
Ручное, автоматическое и дистанцион­
ное
Габариты, мм:
д л и н а ...................................................................
8600
ш ирина...................................................................
2540
высота (в транспортном положении)
3000
высота (в рабочем положении)
. . .
t
4
6000
М асса съемной оснастки автосамосвала,
к г ..................................................................................
1000
Техническая характеристика транспортно-зарядной машины
«Зыряновск »
Назначение
.......................................................... Транспортировка и заряж ани е рос­
сыпных В В , приготовление игданита
Грузоподъемность, к г .......................................
10 000
Полная масса машины, кг
........................
23 000
Емкость бункера, м? .......................................
11
Самотечный
Способ загр узки . . .......................................
412
Способ разгрузки
............................................Самотечный
и пнсвмотранспортный
Э к с п л у а т а ц и о н н а я производительность
iipи самотечном заряж ани и через доза-
тор, т / ч ................................................................... ..........................................Ю
Дальность транспортировании по шлангу
[при пневмозаряжании), м ........................
До 100
у ч е т В В ...................................................................
Объемное дозирование
Габариты , мм:
д л и н а ...................................................................
ш ирин а...................................................................
в ы с о т а ...................................................................
Транспортная б а з а ........................ ....
8150
2690
3780
КрАЗ-266, КрАЗ-257
На предприятиях КривЗасса широко применяются транспортно-зарядные
машины с пневмокамерами, отличающиеся простотой конструкции на базе авто­
мобилей M A3-503 и КрАЗ-256Г. На внутреннюю часть бункера крепится пневмо­
кам ера, плотно прилегаю щая к его днищу и стенкам из высокопрочной специаль­
ной ткани на полиамидной основе. До 30 % ВВ из загруженного бункера посту­
пает в дозатор под действием силы тяж ести , а из последнего самотечно р азгр у ­
ж ается в скваж и н у или специальные вагонетки д л я сп уска в ш ах ту.Д л я вы грузки
остального количества ВВ используют пневмокамеры, которые, заполняют сж атым
воздухом от компрессора автомобиля, и перемещают ВВ к загрузочному окну бун­
кера", соединенному с дозатором. Д л я полной вы гр узки ВВ из бункера требуется
несколько циклов наполнения пневмокамер сж аты м воздухом и вы пуска его.
Техническая характеристика транспортно-зарядных машин
диафрагменного типа
Тип м а ш и н ы ........................................................................
Грузоподъемность, к г ...........................................
Число б ун к ер о в ...................................... ....
Емкость бункера, м3- ...........................................
Число д о з а т о р о в .....................................................
Способ подачи ВВ из бункера в дозатор
Учет В В , подаваемого в скваж и н у . . .
Производительность р азгр узки , кг/мин
Основные размеры , м м .......................................
М асса машины, кг
. .....................................................
М 3-12
11 500
М3
7500
2
1
8,8
1
7,5
2
Самотечно- пр ии удител ьный
Весовое дозирование
400—500
9600X 2540X 2970
5600X 2600X 3140
24 350
13 000
Спуск россыпных ВВ в ш ахту. Спуск В В по скважине осущ ествляется на
Лениногорском полиметаллическом комбинате и калийных рудниках ФРГ.
Комплекс спуска гранулированных ВВ по трубопроводу включает в себя
приемные пункты на поверхности и рабочих горизонтах, соединенные полиэти­
леновой транспортной трубой, подвешенной в скваж ине, обсаженной стальными
трубами (рис. VI 1.16).
Техническая характеристика комплекса
Глубина спуска, м ........................................................................
Число рабочих горизонтов..........................................................
Расстояние меж ду рабочими горизонтами, м . . . .
Диаметр скваж ины , м м ...............................................................
Внутренний диаметр, мм:
разгонной т р у б ы ........................................................................
транспортной трубы
..............................................................
Производительность сп уска ВВ, к г / м и н ........................
Число бункеров па г о р и з о н т а х ............................................
Емкость бункера, м 3 ....................................................................
Мощность калорифера д л я обогрева межтрубного про­
странства, к В т ..................................................................................
Расход воздуха на противоток, м3/мин
........................
До 500—700
3—5
30—60
15С—250
100— 120
85
600
2 —4
5,25
14,0
3,5
413
Объем камеры подземного пункта, м5* ...................
Емкость поверхностной приемной воронки, м3 .
З агр узк а ВВ в приемную воронку
........................
З агр узк а ВВ в подземные б у н к ер а .............................
З агр узка ВВ в подземные доставочные установки
Тип весов подземного перегрузочного пункта
Подвеска транспортной трубы ......................................
С вязь м еж ду поверхностным и подземным пунктами
Длина разгонной трубы,
390
1,0
Самотечная
Самотечная
Самотечная
Тензометри ческие
Т росовая, сменная
Ш ахтная, громкогово­
рящ ая
40
На поверхности над транспортной трубой 1 в закрываю щ емся помещении 2
установлена приемная воронка 3> оборудованная предохранительной сеткой 4 и
соплом-краном 5.
Транспортная труба подвешена внутри обсадных труб 6. Д л я ул авл и ван и я
пыли, образующ ейся при противотоке воздуха, она в верхней части оборудуется
рукавны м фильтром 7.
Приемный пун кт на каж дом рабочем горизонте имеет: к о ж у х 8 д л я у л авл и ­
вания и отвода по трубе 9 воды, дренируемой скваж иной, коллектор 10 подвода
подогретого во зд уха от калорифера, расположенного в 10 м , д л я устранения конденсатовыделения в транспортной трубе, гибкий р у к ав 11 переключения потока
В В , бункера 12, установленные на раме 13, и тензометрические весы 14.
Подземные бун кер а имеют емкости, равные бункерам автосам освала 15 типа
«У ниверсал», и оборудую тся автоматическими рукавны ми фильтрами 16, прием­
ными лотками 17 с аэроднищами и затворами 18. Затворы расположены с учетом
полной р азгр узки доставочных
установок 19 типа ДДУ -1 без
передвиж ек. Д л я подвода подо­
гретого воздуха в коллектор
в аэроднище лотка с л у ж а т
трубопроводы 20 с вентилями
21.
Рис. V II. 16. Комплекс сп уска гранулированных
ВВ (селитры ) сам отеком по скваж ин е
414
Д л я блокировки, исключа­
ющей спуск взрывчатых веществ
по трубе при отсутствии проти­
вотока во зд ух а, служ и т крансинхронизатор 22, установлен­
ный под приемной воронкой.
С пуск гранулированных ВВ
поочередно на каж дый рабочий
горизонт производится сл еду­
ющим образом: автосамосвал 15
с бункерами, загруженными рос­
сыпными В В , заезж ает в поме­
щение 2 и поднимает кузо в.
После снятия пломб и откры ва­
ния шибера бункера самосвала
россыпное ВВ через сетку 4 ,
открытое сопло 5 по трубопро­
воду 1 и р у к а в у 11 поступает
в лоток 17 и бункер 12. Д л я
снижения
деградации
ВВ
в аэролоток 17 подводится подо­
гретый до 40—50°С воздух, кото­
рый создает противоток в т р у ­
бе 1Ууменьш ает скорость паде­
ния и подсуш ивает материал.
Отработанный воздух выходит
через р укавн ы е фильтры 7
и 16.
Т а бл и ц а
VI 1 . 1 7
Трудоемкость доставки 1 т ВВ в ш ахту, чел-смен
Варианты доставки
Операции
1. Транспортировка от базисного с к л а ­
2.
3.
4.
5.
6.
7.
д а ВМ на промплощ адку рудника
З агр у зк а в спецвагоны
Д о ставка до ствола
С пуск со штольни до рабочего го­
ризонта
Самотечный спуск по скваж ине
Транспортировка по горизонту,
доставка В В в зарядную камеру
Выдача порожних спецвагонов под
з а гр у з к у В В
Всего
в мешках
спуск по
скважине
0,0930
0,0265
0,0265
0,0377
0,0523
0 ,114 5
0 ,0175
0,0250
0,0523
0,0710
в вагонах- ^
контейнерах ]
2,7400
0,0030
0 ,1350
0 ,13 5 0
0,050
—
0,050
3 ,2175
0,2620
0,4398
При необходимости неполной вы грузки бункера-самосвала к течке .последнего
присоединяется самотечный дозатор типа Р Д -1, по которому производится отсчет
потребного количества В В . Д л я транспортировки россыпных ВВ с перепуском
в ш ахту по скваж ин е м огут применяться все типы транспортно-зарядных машин.
Поступление и выдача гр а­
нулированных В В из бунке­
ра 12 регистрируется в книге
расхода В В (форма № 2).
Температурный режим воз­
д у х а , подогреваемого в кало­
рифере, выполняется в соответ­
ствии с требованиями ЕПБ при
взрывных работах д л я подзем­
ных расходных складов.
Самотечный спуск гранули­
V77777777
рованных В В в ш ахту яв л яе т­
ся высокопроизводительным и
экономически
эффективным
Лтабл. V II. 17).
Диаметр гранул В В сред­
него состава при спуске на
глубину 240 м изменяется с 1,6
до 1,54 мм (на 3,8 % ). При
составе —2 + 1,6 мм разруш е­
ние крупны х гранул происходит
более интенсивно — от
1 ,75
до 1,6 мм (9,4 % ). При исход­
ном диаметре гранул 1,22 и 0,82
деградации гранул практически
не наблю дается.
Д оставка ВВ в ш ахте. Д л я
доставки гранулированных ВВ
в шахте применяется комплекс
Рис. V II. 17.
Зарядно-доставочная
устан овка
доставочно-дозирующих устаноУДРЗ-ЗбОО
415
вок и вагонов-контейнеров, которые загруж аю тся па поверхности из транспортнозарядных машин или из бункеров подземного перегрузочного пункта.
Доставочно-дозирующая установка ДДУ-1 конструкции Лениногорского по­
лиметаллического комбината и К азахского
политехнического
института
им. В. И. Ленина состоит из унифицированного пневмопитателя, закрепленного
па течке закрытого сверху бункера, который свободно установлен на раме шасси
вагонетки. По откаточным штрекам установку с ВВ или состав из них доставляю т
электровозом, а дозирование и д о ставку ВВ на подэтажи производят пневмопита­
телем, управляемы м вручную кранами или автоматически. Помимо доставки ВВ
установка может быть использована при подготовке массовых взрывов для непо­
средственного зар яж ан и я скваж ин диаметром до 105 мм с откаточных выработок
без перегрузок ВВ.
Зарядно-доставочная установка УДРЗ-ЗбОО (рис. VI 1.17) конструкции К а ­
захского политехнического института им. В . И. Ленина состоит: из вагона-кон­
тейнера 7, смонтированного на шасси 2 шахтной вагонетки У В Б -4, камерно-пор­
ционных питателей 3 , крапа управления 4 и соединительных шлангов 5.
Техническая характеристика установок ДДУ и УДР3-3600
ДДУ-1 ДДУ- 1м УДРЗ-ЗбОО
М аксим альная техническая производительность,
к г / м и н ...........................................................................................
120
200
100
М аксим альная длина пневмодоставки, м ...................
200
200
200
М аксимальные параметры скваж ин :
диаметр, м м .............................................................................
105
125
105
глубина, м .............................................................................
40
40
40
Угол наклона, г р а д у с .......................................................... 0—360
0—360
0—360
-1 ,1 5
1,15
1,15
Плотность зар яж ан и я, г / с м * ...........................................
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа . . . . 0,5—0,6 0 ,5 —0,6
0 ,5 —0,6
Диаметр транспортного трубопровода, мм . . . .
36—40
36—40
36—40
Емкость бункера, м*
..........................................................
1.2
2,4
3,6
Пнев \'опита тел ь ........................................................................ МПД-1
МПД-2
П-20
Габариты, мм:
д л и н а ....................................... .... ................................................
2400
2400
4110
ш и р и н а .......................................................................................
1150
1150
1310
в ы с о т а .......................................................................................
1600
1600
1590
Общая масса, кг
...................................................................
1150
1150
2400
Техническая характеристика установок типа ЗДУ
Производительность, ,к г / м и н ...........................................
Емкость камеры, м * ..............................................................
Угол наклона скваж и н , градус
..................................
М аксимальные параметры зар яж аем ы х скваж ин :
диаметр, мм . . ....................................................................
глубина, м .............................................................................
М аксимальная длина доставки по горизонтали, м
Расход воздуха при давлении 0,4—0,5 М Па, м*
М аксим альная плотность зар яж ан и я, г/см3- . . .
Диаметр транспортного ш ланга, мм
........................
Габариты, мм:
длина
.......................................................................................
в ы с о т а .......................................................................................
ш и р и н а .......................................................................................
Масса (вместе с рамой), кг
...........................................
ЗДУ-50
50
0,15
0—360
ЗДУ-100 ЗДУ-150
100
150
0,25
0,5
0—360
0 —360
76
60
300
2
1,15
25
105
60
300
4
1,15
38
125
А
Ь0
300
1300
1400
870
430
1300
1450
1000
500
1300
1550
1105
590
6
1,15
52
Вагоны-контейнеры, предназначены для доставки гранулированных ВВ к уч а­
стковым пунктам хранения или месту производства взрывных работ с перегруз­
кой в зарядные устройства самотеком или с помощью высокопроизводительных
эжекторов.
416
рис. V II. 18. Вагон-контейнер УДР-8к
Вагоны-контейнеры типаУД Р (рис. VI 1.18) конструкции Зыряновского ком­
бината и К азахского политехнического института им. В . И. Ленина монтируются
на шасси шахтной вагонетки 1 и состоят из контейнеров 2 , полуосей 3 , фиксато­
ров 4. Контейнеры подвешень: шарнирно и смещены относительно центра тяж ести ,
что обеспечивает полную р азгр узк у ВВ самотеком в приемные воронки пневмотранспортных и зарядны х механизмов.
Техническая характеристика вагонов-контейнеров типа УДР
УДР-8к
УДР-бк
УДР-4к
УВГ-4-750
УВГ-4-750
8
6
0,25
ПРН-2
0,25
ПРН-2
В Д К -0,8
4
0,25
ПРН-2
120
120
120
350
3 8 -5 0
350
3 8 -5 0
350
38—50
Число к о н т е й н е р о в ...........................................
Емкость контейнера, м3- .............................
Тип пневмопитателя...........................................
М аксимальная техническая производи­
...........................................
тельность, кг/мин
М аксимальная дальность транспортирова­
ния, м ........................................................................
Диаметр трубопроводов, мм ........................
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа
Ширина колеи, м м ...........................................
0 ,6
0,6
0,6
750
750
750
Ва гон-контейнер с принудительной выгрузкой В В конструкции Лениногорского полиметаллического комбината (рис. V II. 19) состоит: из прямоугольного
7777777777Т777777777777777ТГп 7П 7777^
Рис. V II. 19. Вагон-контейнер с принудительной вы гр узко й ВВ
14 П/р В. А. Гребенюка и др.
Рис. VI 1.20. Вагон-контейнер, изготовленный из серийного:
/ — кузо в ваго н а; 2 — место устан овки пломбы; 3 — м ерн ая лин ей ка; 4 — кры ш ка в а ­
гона; 5 — антикоррозионное покрытие
алюминиевого к узо ва 1, внутри которого к стенкам прикреплена резинотканевая
оболочка 2 и алюминиевый лист 3. Д л я подвода воздуха в пространство м еж ду
оболочками в наклонной стенке кузо ва имеется патрубок. В нижней части на од­
ной из боковых стенок имеются четыре разгрузочных окна с шиберными заслон­
ками 4. Под разгрузочными окнами находится разгрузочный желоб 5 с крыш кой,
из которого происходит всасывание В В эж екторно-вакуумны ми устройствами.
Техническая характеристика вагонов-контейнеров
с принудительной, выгрузкой
Грузоподъемность, м ® .....................................................
Число о т с е к о в ,...................................................................
Грузоподъемность одного отсека, т ...................
418
3 ,0
3
800
3,0
1
2400
З а г р у з к а ..................................................................................Самотечная через загрузочные
окна из подземных бункеров
или автосамосвалами
«Универсал»
Число загрузочных о к о п .................................. . .
3
з
р а з г р у з к а ...................................................................
Самотечная Принудительная
применением эл а­
стичной оболочки
(диафрагмы)
Число разгрузочных о к о н .................................. . .
4
3
•Масса вагона-контейнера, к г .............................
400
400
Габариты, мм:
длина ........................................................................ . .
2300
2300
ш ирина........................................................................
1150
1150
в ы с о т а ........................................................................
1600
1600
825
. .
825
Колея ............................................................................. . .
750
750
Материал дл я изготовления контейнера . . . Алюминий,
Алюминий,
4 —6 мм
4 —6 мм
Вагоны-контейнеры , изготовленные из серийных вагонов В Г-2,2, УВО-0,8 и
ВРС-2,5 (рис. VI 1.20), закрыты крышкой из прорезиненной токонепроводящей
ткани, покрашенной невозгораемой краской.
Внутренняя поверхность кузо ва
покрывается
антикоррозионной ма­
стикой.
На ш ахтах Кривбасса нашли применение транспортно-зарядные устройства
ТЗУ-П , включающие в себя: бункер емкостью около 4 м3, внутренняя поверх­
ность которого ф утеруется пластмассовой стенкой или покрывается химически
инертными краскам и; гнезда дл я установки питателя; пункты управления; ком­
муникации труб для сж атого воздуха и транспортировки ВВ в забой; крышки и
люки.
Люки оборудуются предохранительной сеткой во избежание попада­
ния
инородных тел при загр узке устройств взрывчатыми веществами.
При
производстве
массовых
взрывов
число
транспортно-заряд­
S
7
ных
машин
определяется
объе­
мом В В , подлежащим заряжанию .
Участковый бункер
ния В В состоит из
для хране­
корпуса 1
(рис. VI 1.21), который устан авли­
вается и закрепляется н а " раме-опо­
ре 2, и крышки 3. В ' верхней
части бункера крепится циклон 4 ,
состоящий из выхлопной грубы 5 ,
предохранительной сетки 6 с фильтром
и патрубка 7. К нижней части
бункера крепится дозатор 6' емко­
стью 2— 10 к г. Бункер устанавли­
вается в участковом пункте хр ан е­
ния
размером
2 ,5 X 2 ,5 X 2 ,9 м (не
менее), который ограж ден металли­
ческой решеткой с дверью, закр ы ­
вающейся на замок.
Рис. VI 1.21. Участковый бункер для хра­
нения гранулированных ВВ
14*
Техническая характеристика бун кера
Емкость, к г ......................................................................................
М асса дозатора, к г ........................................................................
Диаметр ш ланга д л я транспортирования В В , м м . . .
Масса бункера, к г ........................................................................
Габариты, мм:
в ы с о т а ................................................................................................
ш ирина................................................................................................
Размер дозатора, м м ...................................................................
600
2— 10
36—50
250
300
2— 10
36—50
150
2300
1820
220X 225
2180
1200
300X 300
Зарядные машины и механизмы. По принципу действия механизмы дл я
заряж ани я россыпными гранулированными ВВ шпуров и скваж ин подразделяются
на эжекторные, камерные (нагнетательные и комбинированные) и барабанные.
Эжекторные зарядчики « Курама-7 », « Курама-8 » (ЭЗП-7 и ЭЗП-8 ) предназна­
чены для заряж ан и я россыпными ВВ горизонтальных, наклонных и вертикальных
(«К урам а- 8 ») шпуров диаметром от 34 до 56 им. Зарядчики состоят из открытого
бункера, эж ектора, клапанного устройства и зарядной трубки.
Техническая характеристика зарядчиков типа «Кура.ма»
«К ур ам а-7 »
Емкость бункера, к г ...................................................................
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа
...................
М аксимальная производительность, к г/ м и н ...................
Масса, к г ...........................................................................................
Внутренний диаметр подводящего ш ланга, мм (не ме­
нее) .....................................................................................................
Длина зарядной трубки, м .....................................................
«К ур ам а-8 »
8
8
0,5—0,7
12
0,5—0,7
18
2.5
2 ,2
25
2,5
25
2,5
Зарядчики нагнетательного типа предназначены д л я за р яж ан и я ш пуров и
скваж ин диаметром до 105 мм и состоят из цилиндрического корп уса, загрузочной
воронки, запорного устройства, обеспечивающего герметичность кам еры , р е гу ­
лятора давления и зарядного ш ланга.
Техническая характеристика зарядчиков нагнетательною типа
ЗНП
«В ахш -5»
ПЗЖ ЗС-1
П ЗЛ-25
П ЗЛ-100
Емкость камер д л я В В, кг
25
28
420
25
100
зар яж аем ы х
Диаметр, мм:
шпуров
.......................................
56
65
42—52
4 0 —52
—
скважин
......................................
105
—
—
76 105
Техническая
производитель­
ность зарядчика, кг/мин . . .
43
45
45
15—20
100
Плотность зар яж ан и я, г/см5* 1,15— 1,2 1,15— 1,2 1,15—1,2 1,15— 1,2 1,15— 1,2
М аксимальная глубина, м:
ш п у р о в ...........................................
10
10
5
10 —
скважин
.......................................
30
—
—
15 40
Масса зарядчика без зарядного
шланга, к г .......................................
22
13
343
20
60
Габариты, мм:
ширина ( д и а м е т р ) ...................
360
260
1012
500
600
в ы с о т а ...........................................
1000
850
1270
920
920
Порционные зарядчики типа ЗП с дозирующим устройством конструкции
К азахского политехнического института им. В. И. Ленина предназначены для
заряж ан и я шпуров и скваж ин любого направления.
42 0
Техническая характеристика порционных зарядчиков типа ЗП
ЗП-2
М аксимальны й объем дозирующей каме­
ры, л ...................................................................
2
М аксимальный диаметр шпуров (сква­
ж ин), мм
..........................................................
56
М аксим альная глубина о п у р о в (сква­
ж ин), мм
............................... ‘.........................
25
1.2
П лотность зар яж ан и я, г/см*
....................
Рабочее давление сж атого воздуха, МПа 0,5—0,7
М асса регулируемой порции, кг . . . . 0 ,8 —2
ЗП-5
ЗП-12
ЗП-25
5
12
25
80
105
150
35
40
40
1,2
1,2
1,2
0,5—0,7 0.5—0,7 0 ,5 —0,7
0 ,8 —2
0 .8 —2 0 ,8 — 2
Зарядчик ЗП-25 с вакуумной загр узко й ВВ (рис. VI 1.22) состоит из бункера 1 ,
эж ектора 2, транспортного трубопровода 3 , и крана управления 4. Б ункер выпол­
нен герметично, на верхнем его основании оборудован люк 5, который при работе
перекрывается крышкой в. На боковой поверхности бункера по вертикальной
линии выполнены два отверстия для закрепления эж ектора и транспортного т р у ­
бопровода.
Э жекторы кольцевого типа закреплены на бункере (в верхней части) и снаб­
жены штуцером 7 для подвода воды при работе для смачивания отсасываемой из
бункера пыли В В.
Транспортный трубопровод закреплен на боковой поверхности бункера и в ы ­
полнен составным. В неподвижную часть трубопровода вставл яется подвиж ная
часть трубы.
Эжекторы соединены шлангом 8 с магистралью сж атого воздуха 9 через кран
управления.
Штуцер эж ектора соединен шлангом 10 с емкостью //, заполненной водой.
Диффузор эж ектора снабжен шлангом 12 для отвода отработанного воз­
духа.
После подсоединения транспортного трубопровода к разгрузочному лю ку
вагона-контейнера производится герметизация бункера крышкой лю ка и подсоеди­
нение емкости с водой к эж ектору. Вклю чается подача сж атого воздуха краном
в эж ектор. В оздух, поступая в эж екто р, создает разряж ение в бункере, что
вы зы вает движение воздуха и ВВ по транспортному трубопроводу. В бункере ВВ
о саж дается, а воздух отсасывается
эжектором. Пыль в эж екторе см а­
7 S
чивается водой, поступающей через 11 10 7 1
штуцер.
При отключении подачи воз­
д ух а краном подача В В в бункер
прекращ ается.
В акуумно-эж екторным устрой­
ством т а к ж е производится зачи­
стка
днищ вагонов-контейнеров
с самотечной р азгрузкой от В В .
Камерные зарядные аппараты
конструкции
института «Гипроникель» имеют плоское днище,
трубки для подвода воздуха и вр а­
щающийся на в ал у грибковый
аэратор. Д л я обеспечения герме­
тичности кам ера снабжена шаро­
вым затвором с загрузочной во­
ронкой. Внутри по центру камеры
под трубками установлена р азгр у­
зочная труба с оканчивающейся
снизу воронкой, выходящей через
верхнюю стен ку камеры н ар уж у.
С наруж и на разгрузочной трубе
421
установлен клапан-отсекатель с коробкой на поддуве воздуха в магистраль
и полиэтиленовый прозрачный отрезок трубопровода, который служ и т для
контроля концентрации транспортной смеси.
Техническая характеристика зарядников камерного типа
кнвв
(насос)
М аксим альная производительность, к г/ м и н ...................
100
Емкость камеры, к г ...................................................................
110
М аксимальный диаметр заряж аем ы х скваж ин , м м . .
105
40
Внутренний диаметр ш ланга, м м ...........................................
Угол наклона скваж ины, градус
......................................
0—360
Плотность зар яж ан и я, г/см® ................................................
1,1
Длина транспортирования, мм:
о б щ а я ................................................................................................
300
в том числе по вертикали
................................................
160
Рабочее давление сжатого во зд уха, МПа
...................
0,6
Габариты, мм:
д л и н а ................................................................................................
1500
ш ирина................................................................................................
1100
в ы с о т а ................................................................................................
1250
М асса без бункера, к г ..............................................................
550
Ходовая ч а с т ь ................................................................................. Колеснорельсовая
кзвв
(зар ядч и к)
100
110
105
40
0 —360
1,1
200
80
0,6
850
1200
1200
120
Переносная
Зарядные установки типа УЗС конструкции института НИПИгормаш со­
стоят из бункера с предохранительной сеткой и конического дозирующего бар а­
бана. Необходимое прижатие для уплотнения конического барабана осущест­
вляется регулировочным болтом с пружиной. З агр узка ВВ в бункер осущ ест­
вляется без прекращения подачи ВВ в скваж ину.
Техническая характеристика зарядчиков типа УЗС
УЗС-1500
(ЗМ БС-1)
УЗС-6000
(ЗМБС-2)
3000
6000
Производительность питателя, кг/ч......................................
Диаметр зар яж аем ы х скваж ин , мм .................................
7 0 —150
50— 150
М аксимальная глубина скваж ин , мм
.............................
50
50
.............................................................. —9 0 ...+ 5 4
—90— 50
Угол наклона, градус
...................................................................
70
300
Емкость бункера, л
Рабочее давление сжатого воздуха, М П а ........................
0.5
*
0,5
......................................
2,5
10
Расход сжатого воздуха, м3/мин
Плотность зар яж ан и я, кг/ д м ® ................................................
1,1— 1,2
1,1 — 1,2
Внутренний диаметр зар51дного ш ланга, мм . . . .
32
40
6
Мощность дви гателя, к В т ..........................................................
1
Габариты, мм:
д л и н а ................................................................................................
850
1240
ширина................................................................................................
650
1050
в ы с о т а ................................................................................................
880
1035
М асса установки, к г ...................................................................
82
550
Универсальная зарядно-доставочная машина УЗДМ-1 конструкции института
НИПИгормаш предназначена дл я механизированного приготовления игданита,
заряж ани я гранулированными ВВ заводского изготовления скважин и минных
камер.
422
рис. V I I .23 . [Пневматический
роторный
насос типа ПРН:
/ — фланец; 2 — ротор; 3 — вал; 4 — кры ш ­
к а ; 5 — трубопровод; 6 — ш ланг; 7 — при­
ем ная воронка; 8 —- поджимные гай ки ; 9 —
стяж н ы е болты; 10 — монометр; 11 — дви ­
гател ь; 12 — предохранительный кл ап ан ;
J 3 — кр ан п уска д в и га т ел я ; 14 — кран по­
дачи сж ато го во зд ух а на пневмотранспорт
У становка состоит из бункера
с предохранительной сеткой, питателя
со смесительной камерой, блока фор­
суно к д л я подачи дизельного топлива,
пневмопровода, гидронасоса и пульта
управления. В се узлы установки
смонтированы
на
раме
ходовой
тележ ки.
Работа устан о вки : гранулирован­
ная селитра за гр у ж а ет с я в бункер,
оттуда подается питателем б смесительную кам еру, где через блок форсунок обо­
гащ ается дизельным топливом. Готовая смесь по зарядному ш лангу тр ан ­
спортируется сж аты м воздухом в скваж и и у.
Д л я устранения пыления установка ком плектуется пылеуловителем.
Техническая характеристика УЗДМ-1
6000
Производительность питателя, кг/ч ...................................................................
Емкость бункера, м * ................................................................................................
О,Я
Емкость бака дл я дизельного топлива, м5* ................................................
0,15
Угол наклона заряж аем ы х скваж ин, градус:
0—360
при d = 50—70 м м ........................................................................................... .
при d =■■ 70— 150 м м ...................................................................................... . —9 0 ...+ 4 5
М аксим альная глубина заряж аемой скваж ин ы , м
.........................
50
Рабочее давление сж атого воздуха на пневмотранспорт, МПа
2,5—8
Мощность д ви гател я, к В т .......................................................................................
5,884
Г и д р о н асо с........................................................................................................................
Г-12-22А
250
Д альность транспортирования, м ...................................................................
В том числе по вертикали
.............................................................................
80
К олея, м м ........................................................................................................................
750
Габариты, мм:
ш ирина.............................................................................................................................
1000
д л и н а .............................................................................................................................
1750
в ы с о т а .............................................................................................................................
1065
Масса установки, к г ................................................................................................
800
Пневматические роторные насосы типа ПРН конструкции К азахского поли­
технического института им. В. И. Ленина предназначены для доставки взры вча­
тых веществ, зар яж ан и я схважин и минных камер.
Конструкция насоса (рис. VI 1.23) позволяет приготовлять игданиты и водо­
наполненные ВВ в процессе зар яж ан и я, а так ж е в целях пылелодавления пода­
вать во взрывчатые смеси до 10 % воды.
Техническая характеристика роторных насосов типа ПРН
ПРН-2
ПРН-10
М аксимальный суммарный объем ячеек ротора, л . . . .
2
10
Частота вращения ротора барабана (регулируем ая), мин " 1 20—60
20—60
Дальность транспортирования, м .....................................................
350
150
В том числе по вертикали
..............................................................
80
80
Диаметр транспортных трубопроводов, м м .................................. 38—50
50—80
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа
.................................. 0 .6 —0,7 0 , 6 —0,7
М аксимальный расход сжатого воздуха, м8/мин ....................
15
20
М аксимальная производительность, к г/ м и н ..................................
100
450
423
Габариты, мм:
д л и н а ..............................................................................................................
ш ирина...............................................................................................................
высота с в о р о н к о й ..................................................................................
М асса, к г ..........................................................................................................
1090
500
847
108
1090
1100
930
180
Поршневые пневмодозаторы типа МПД конструкции К азахско го политех­
нического института им. В. И. Ленина предназначены д л я пневматического транс­
портирования и зар яж ан и я скваж ин и минных камер гранулированными В В,
а такж е д л я приготовления игданитов и водонаполненных В В.
Техническая характеристика пневмодозаторов типа МПД
МПД-1
М П Д .1м
МП Д -2
Объем дозы за один х о д ..................................0 ,8 —5,0
2,6
12,0
М а кси ма л ь на я нр ои з в од ител ь ность,
к г/ м и н .........................................................................
250
150
500
115
300
Рабочий ход, м м ................................................ 50—260
Частота переключений, мин -1 ...................
55
75
55
Давлепие сжатого воздуха, МПа
. . . 0,4—0,8 0 ,4 —0,8 0 ,4 —0,8
Расход сж атого воздуха, м?/мин
. . .
4 —7
3—5
9 — 18
Дальность транспортирования, м . . .
500
500
400
Диаметр транспортного ш ланга, мм . . 25—50
25—50
60—65
Габариты, мм:
д л и н а ....................................................................
1000
810
1475
ш ирина....................................................................
800
480
440
в ы с с т а ....................................................................
270
300
357
М асса, к г ...............................................................
48
58
88
М ПД-2м
13,6
600
194
55
0,4—0,8
10—20
400
60—80
1700
600
420
120
Даафрагменный насос СО-69 конструкции института «Гипроникель» явл яется
объемным насосом, в котором вытеснение жидкости в нагнетательную магистраль
осущ ествляется путем последовательного изменения объемов секций каж дой рабо­
чей камеры и одновременного их зам ы кан ия за счет уп р уги х самоуплотняю щ ихся
перегородок.
Несущей частью насоса явл яется литой корпус, в котором смонтированы узлы
и детали насоса: цилиндрический редуктор с пневмодвигателем, вал насоса, на­
клонный д и ск, шайба. Поверхность шайбы соприкасается с диафрагмой.
Техническая характеристика диафрагменного насоса СО-69
М аксим альная производительность по акваниту, к г / м и н ........................
Рабочее давление, М П а ................................................................................................
Частота колебаний шайбы, мин ”1
........................................................................
Дальность подачи акванита по ш лангу с внутренним диаметром 36 мм,
м
................................................................................................................................................
Мощность пневматического привода насоса, кВ г
.......................................
Д лин а зарядной трубки, м
.......................................................................................
Расход сжатого воздуха, mV m h h .............................................................................
М асса насоса с приводом и зарядным шлангом, к г ..................................
15
1
117
Ю
2,6
2
2,8
130
Камер но-порционный ранцевый пневмозарядчик РПЗ-0,6 (рис. VI 1.24) нагне­
тательного типа предназначен д л я зар яж ан и я шпуров диаметром до 42 мм любого
направления россыпными В В. Состоит из пневмодозатора /, емкости д л я ВВ 2 ,
крана дистанционного управления 3 и зарядного ш ланга 4. Емкость выполняется
из полиэтилена или брезента и снабжена крышкой и заплечными ремнями.
Техническая характеристика пневлрварядчика РП3-0,6
М аксимальная
производительность, кг/мин
. . . .
10
М асса порции В В , кг
. . 0,5—0,6
Рабочее давление сж атого
воздуха, М П а ........................ 0 ,5 —0,6
М аксимальная
плотность
заряж ан и я, г/см3 ....................
1,2
424
Диаметр зарядного ш ланга,
мм
..................................................
Длина зарядного ш ланга, м
Емкость, л
...............................
М асса, к г ...................................
18—20
10
20
30
рис.
V I I . 24.
Ка м ерн о -п орц и о н н ы й
п н е в м о з а р я д ч и к Р П З - 0 ,6
ранцевый
С вязь, управление, контроль и обеспе­
чение промсанитарии при заряж ании ш пу­
ров и скважин.
Шахтное переговорное
устройство ПУШ-2 предназначено для
обеспечения громкоговорящей связи м еж ду
оператором и заряжаю щ им при механизи­
рованном заряж ани и шпуров и скваж и н ,
а т а к ж е для связи оператора механизиро­
ванного п ункта, находящ егося на площ адке
растари ван ия, с приемной площадкой В В .
Устройство представляет собой тран­
зисторный усилитель низкой частоты в виде
отдельных блоков, которые соединяются
двухпроводной линией.
В корпусе блока размещены а к к у м у л я ­
торы от ш ахтных светильников, усилитель,
схема коммутации, громкоговоритель.
В конце блока размещены громкого­
^ Воздух
воритель
и зажимы
для
подключения
линии.
В обоих блоках громкоговорители в режиме передачи выполняют функцию
микрофонов.
Техническая характеристика ишхтного переговорною устройства
ПУШ-2
Х арактер связи
...........................................................................................
Симплексный
М аксимальное расстояние м еж ду абонентами, м ...................
300
П и т а н и е ................................................ ' ..........................................................Д ва аккум ул ято р а
«Кузбасс»
Выходная мощность, В т ........................................................................
3—4
Минимальная продолжительность непрерывной работы, ч
15
Габариты, мм:
блок I
................................................................................................
143X 150X 276
блок I I ...............................................................................................................
1(500X 74X 120
М асса комплекта, к г ..................................................................................
6
Электрическое дистанционное устройство (ЭДУ) предназначено дл я уп р авле­
ния зарядными механизмами порционного и непрерывного действия малой и сред­
ней производительности.
Техническая характеристика электрическою дистанционною
устройства ЭДУ
Питание (аккум улято р «Кузбасс»), В ........................................................................ 3,75
М аксимальное расстояние меж ду оператором и зарядным устройством, м 300
Продолжительность непрерывной работы без подзарядки аккум ул ято р а, ч
24
М асса комплекта, к г ..............................................................................................................
2
Ламповый электрометр статический (ЛЭС-ЗГ) конструкции К азахского
политехнического института им. В. И. Ленина предназначен для измерения бес­
контактным способом величины напряженности электростатического поля, обра­
зующегося на зарядном оборудовании при заряж ании россыпным ВВ пневматиче­
скими зарядными механизмами.
Прибор (рис. VI 1.25) смонтирован в металлическом влагонепроницаемом кор­
пусе и состоит из микроамперметра 7, переключателя «накал — анод» 2 , переклю­
чателя «измерение — контроль» 3> регулятора установки нуля 4, зонда 5 с м етал­
лическим стержнем 6 , изоляторов 7, батареи н акала 8, кнопки выклю чателя
425
крышки 9 и кнопки выклю чателя н акал а 10. Прибор массой 1,1 к г позволяет из­
мерять напряженность электростатического поля в интервале от 100 В до 10 к В .
Дозирующее уст ройст во НГ-6 (рис. VI 1.26) конструкции К азахского поли­
технического института им. В . И. Ленина предназначено д л я подачи ж идких ком­
понентов в транспортный трубопровод при заряж ании скваж ин пневматическими
зарядчиками.
Устройство состоит из емкости д л я жидкости 1, дозирующей камеры 2 , п а­
трубков д л я выдачи жидкости 3 и подвода сжатого воздуха 4, удлинительной на­
садки 5, резинового клапана 6 и отверстий 7, 8 для заполнения дозирующей к а ­
меры жидкостью (водой, дизельным топливом). Применение устройства позволяет
сократить просыпь ВВ при заряж ании восходящих скваж ин и улучш ить сани­
тарно-гигиенические условия тр уд а.
ГЛАВА 3
ФОРМИРОВАНИЕ ЗАРЯДА ПРИ ПНЕВхМАТИЧЕСКОМ ЗАРЯЖАНИИ
СКВАЖИН ГРАНУЛИРОВАННЫМИ ВВ
§ 118. Условия формирования зар яда в восходящей скваж и н е
В момент соприкосновения с торцевой поверхностью зар яд а гран ула долж на
обладать определенным запасом кинетической энергии. Если кинетическая энер­
гия гргнул слишком вели ка, то происходит частичное разруш ение образованного
зар яд а; если ж е она слишком м ала, то не будет формирования нового слоя.
К аж дая гран ул а зар яд а удер ж и вается в восходящей скваж и н е под действием
силы трения, которая противодействует силе тяж ести . Гранулы по линии 1—I
(рис. VI 1.27) н аходятся в состоянии свободного покоя. При формировании слоя
426
м еж ду линиями I —/ и 11—11 новая
гран ула проводит работу по смещению
смежных гран ул на расстояние, р ав ­
ное ее диаметру.
Д л я устойчивости свода 'необхо­
димо, чтобы
NfT > mgiy
N — сила нормального давления
па гр ан ул у ; /т — коэффициент трения
м еж ду гранулам и; т — масса гран улы ;
g — ускорение свободного падения;
I — число гран ул в слое.
гд е
№
d2 9
г
где d — диаметр скваж ины ;
средний диаметр гранулы .;
Следовательно,
dr —
mgi_
/т
Работа, соверш аемая гранулой,
А = Ndr .
В момент соударения
mv 1
■Ndv
~2
rnv\
m gd2
"2
Рис. V I 1 .2 7 . С хем а к р а с ч е т у ус то й ч и в о г о
з а р я д а ВВ в с к в а ж и н е
/т d p
М инимальная допустимая скорость гран улы , необходимая д л я образования
устойчивого зар яда,
2g
и1у : ,]/■ f i d v
При уплотнении и формировании зар яд а гран ул а совершает работу
^ 1 — ^СЖ^ГР*
Из условий энергетического баланса
m v ip
^сж ^гр — •
Предельно допустимая скорость гран улы к моменту ее соударения
2 сгсж^гр
т
где а Сж — временное сопротивление разрушению гранул при сж атии; Уг р — пре­
дельный объем гран улы , разруш аемый в период ее соударения с зарядом ВВ при
нарушении процесса формирования зар яд а; т — первоначальная масса гранулы .
При постоянной прочности гранул плотность зар яд а, а следовательно, и его
устойчивость находятся в прямой зависимости от скорости движения частиц.
В арьируя скоростью в допустимых пределах, можно регулировать плот­
ностью устойчивого зар яда гранулированных В В от 1,05 до 1,3 г/см3, что имеет
важ ное практическое значение, особенно при веерном расположении скваж ин .
При постоянной скорости движ ения частиц плотность заряда регулируется
изменением временного сопротивления разрушению гран ул на сж атие путем до­
бавки ж идких компонентов (например, воды в пределах 2—3 % от массы В В ).
427
Оптимальная производительность зарядного устройства
где V±— объем одного слоя за р яд а; р — плотнссть зар яда В В ; / — продолжитель­
ность формирования слоя.
где d — диаметр скваж ин ы ; dr — диаметр гранулы.
На производительность зарядчиков оказываю т влияние длина и диаметр
транспортного трубопровода, состояние его внутренней поверхности, число и
радиус изгибов.
Д л я нагнетательных зарядчиков с заданными длиной и диаметром разгрузоч­
ного канала сущ ествует оптимальный диаметр зарядного ш ланга, начиная с кото­
рого производительность зарядчика определяется пропускной способностью р а з­
грузочного кан ал а.
С учетом неравномерности работы нагнетательных зарядчиков и други х
факторов, снижающих эффективность транспортирования, рекомендуется расчет­
ную производительность принимать в 1,5 раза выше минимально необходимой.
Потери давления при транспортировании на горизонтальных прямолиней­
ных участках
где Р в — потери давления при движении чистого во зд уха, определяемые эксп е­
риментально или вычисляемые по формуле Дарси,
Рв = >
v\ L
в
,и — средняя концентрация; "ф = 0 ,5 —0 ,7 — коэффициент сопротивления дви­
жению материала; Я ^ 0 ,0 2 — коэффициент сопротивления движению воздуха;
v B — скорость движ ения воздуха; L — длина трубопровода; рв— плотность воз­
д у х а ; g — ускорение свободного падения.
Потери давления в местных сопротивлениях
В расчете пневмозаряж ания можно принять /См.с = 1 >5.
При подъеме ВВ на вертикальных участках трубопровода потери давления
Р ПОД— #Рв^/104,
где Н — высота подъема В В ; рв = 1,6 —2 кг/м3.
Необходимое абсолютное давление в начале транспортного трубопровода
где Р — коэффициент, зависящ ий от аргумента
А/1C6
р .ю 7
428
10
7
15
5,5
20
4
30
3
40
2,5
50
2
60
1,7
80
1,5
100
1,2
Таблица
VII. 18
П о к а з а т е л и т р ан с п о р ти р о в а н и я гр а н у л и т о в АС -8 и АС-4 по
р. П. Д е м и д ю к у и А . Н. Б у га й с к о м у
П роходн ой д и а м е т р з а р я д н о г о ш л а н г а , мм
Показатели
25
Дальность транспортиро­
вания, м
М а ксимал ьн а я пр ои зводи тельность зарядной у с та­
новки, кг/с
25
36
50
0,67 0,5
50
100
1,6 1,0
48
60
75
100 200
200 400
200 400
2,67
1,83 3 ,0
2,0
4,1
3,1
Соотношения оптимальных скоростей воздуха на выходе из трубопровода у в ,
концентраций смеси \.i и приведенных длин транспортного трубопровода L nр для
нагнетательных зарядчиков составляю т:
100
1 пр» м . . . .
Уц, м/с . . . .
ku , кг/кг . . .
14
50
200
20
40
300
23
30
400
27
25
500
30
20
600
32
19
700
33
18
800
34
17
900
35
16
1000
36
15
Расход воздуха в первсм приближении
1000QT
3
м /мннЗатем определяется внутренний диаметр трубопровода
d
_ л / 4<2*
- V
60л
ув
и о кр угляется до стандартного.
В зависимости от диаметра скваж ины d ориентировочный внутренний д и а­
метр зарядного трубопровода
dup = (0,35-7-0,45) d.
Производительность и дальность транспортирования гранулитов АС -8 и АС-4 по
полиэтиленовым ш лангам различного диаметра при давлении сжатого воздуха
0 ,5 —0,6 М Па исследуются экспериментальным путем (табл. VI 1.18).
Д л я конкретных ВВ и условий пневмозаряж ания параметры критической
скорости движ ения аэросмесей должны быть проверены экспериментально. По
экспериментальным данным строят номограммы (рис. VI 1.28).
По точке пересечения ординат на номограмме первоначально определяют диа­
метр трубопровода.
Д л я пневмодоставочных трубопроводов, где скорость нневмотранспортирования долж на быть значительно ниже, чем при заряжании шпуров и скваж ин,
расчетный диаметр умножают на коэффициент
где у0м и Уод— соответственно максимальная и допустимая для пневмодоставки
скорости транспорта.
Затем по расчетному диаметру определяют ближайший меньший.
По точкам пересечения ординаты с кривыми «v — L» (показана штрихами)
и (Q— L) определяют соответственно максимальную скорость пневмотранспорта
и расход сж атого воздуха при давлении 0 ,5 —0 ,6 МПа.
Скорость пневмотранспорта должна быть на 25—30 % выше, чем скорость
соударения гранул с зарядом, необходимая при заряж ании скваж ины .
429
*
Д лина т р а н сп ор т и р о в а н и я
Рис. V II.28. Номограмма для определения параметров пневмотранспорта гранулирован­
ных БВ
Экспериментальным путем устанавливается взаимосвязь м еж ду производи­
тельностью зарядчика и длиной транспортирования (рис. VI 1.29).
После выбора типа зарядчика в соответствии с параметрами, определенными
по номограмме, производится его регулировка путем изменения диаметров патруб­
ков для подачи сж атого воздуха и выдачи смеси В В со сж аты м воздухом в транс­
портный трубопровод.
По транспортному трубопроводу перемещается полидисперсный и многоком­
понентный поток ВВ.
При выходе из трубопровода происходит резкое расширение объема сжатого
воздуха и снижение его скорости до минимальной величины, близкой к нулю.
Замедление скорости движ ения частиц ВВ
определяется в основном сопротивлением
[J3, кг!мин
воздуха.
Сила сопротивления воздуха д ви ж е­
нию гранулы
Гс д = m\p2v2,
где ф — коэффициент сопротивления дви­
жению гр ан ул ы ; v — скорость движ ения
гранулы.
После решения уравнений движ ения
гранул в скваж и н е
Рис. VI 1.29. График зависимости про­
изводительности /73 зарядч и ка от дли ­
ны L транспортирования:
1 — зарядч ик З П -5; диаметр ш ланга
25 мм; 2 — зар ядч и к ЗП-12, диаметр
шланга 36 мм; 3 — зар ядч и к ЗП -25,
диаметр ш ланга 44 мм
430
х = — \рх2.
y = — ^ y 2 —g>
где
ния
о — ускорение свободного паде­
гран улы , определяется оптималь-
ное
расстояние зарядного
(транспортного)
шланга
до формируемого
за-
гче vo и v i — соответственно скорости пневмотранспортирования в трубопроводе и
соудар ен и я гран улы с зарядом ВВ (у0 > у х); а — уго л м еж ду горизонтальной
Tiлог костью и стороной факела потока В В от конуса транспортного трубопровода
до стенки скваж ин ы , градус.
§ 119. Экспериментальные показатели
физико-механических свойств гранулированных ВВ
Временное сопротивление гранул разруш ению при сж атии определяется с по­
мощью установки, состоящей из микропресса и циферблатных весов.
И сследуемая проба перед испытанием на прочность вы держ ивается при ком­
натной температуре (не выше 25 °С) в герметически закрытой скл ян ке не менее
12 ч. Н а технических весах взвеш ивается 100 г аммиачной селитры или гранулита
ДС -8 с точностью до 0,5 г и просеивается в течение 2 мин через сита (отбирается
фракция 1—2 мм). Затем отбирают 25 гр ан ул диаметром 1,5 мм из фракции 1—2 мм,
которые пинцетом помещают па подставку.
С помощью микровинта опускаю т ручной пресс и создают давление на гран ул у
до момента ее разруш ения, что определяется резким скачком стрелки в сторону
меньших нагрузок. По результатам анализов находят среднюю величину прочно­
сти гран ул в грам м ах. После каж дого определения с поверхности поршня и под­
ставки удаляю т остатки раздавленной гран улы . Усредненная сила нормального
лавления в момент разруш ения гранул одной партии
Ncp
—
Nt -{- N2 ч- N3 -f . •. 4 - N2s
25
где Nit N?r и т. д. — силы нормального давлени я в момент разруш ения каждой
гранулы , Н; 25 — число раздавленных гран ул .
Если в числе 25 гран ул имеется некоторое количество гран ул, которые прес­
сую тся, по не раздавливаю тся, то при расчете результатов испытаний не следует
учитывать данные, полученные при пластической деформации гран ул. Число раз­
рушенных гран ул должно быть в любом случае не менее 25.
Временное сопротивление (Н/м2) разрушению гран ул при сжатии
где SM— площадь миделевого сечения гран улы , м2.
Средние показатели временного сопротивления разрушению гранул аммиач­
ной селитры, игданита и гранулита АС -8 при сжатии соответственно составляю т
46-105, 40- Юо и 32- 105 н/м2.
В условиях повышенной влажности подземных рудников и в лроцессе транс­
портировки от базисного склада до района взрывных работ ВВ изменяют свои
механические свойства.
В зависимости от расстояния доставки и условий хранения ВВ временное
сопротивление разрушению игданита и гран ули та АС -8 в ш ахте сниж ается на 15—
2 0 %.
Влияние влажности на временное сопротивление гранул при сжатии и пла­
стичность ВВ определяются по следующей методике. Около 200 г аммиачной се ­
литры или гран улита АС -8 просеивается через сито № 2 на сито № 1. Берется
Ю г продукта, оставш егося на сите № 1. Исследование проводится на приборе,
состоящем из винтового пресса, весов типа ВТЦ и плоскодонной пробирки высо­
той 50 мм и диаметром 1,7 мм. На прибор наносится риска на уровне 30 мм от
дна. Предварительно в продукте определяется содержание влаги. П родукт, р ас­
сыпанный тонким слоем в чашечке, с тавят в эксикатор, где находится сосуд с во­
дой. У влажненный продукт насыпается в пробирку до отметки, после чего в про43J
Т аб ли ц а
П.мк Р,кН
V II .1 9
Коэффициент пластичности Кп
гранулита АС-8 для различного
содержания влаги
С одерж а­
ние
вл аги ,
%
0.5
1,0
1,5
2 ,0
2,5
*п
абсолютный
0,153
0,183
0,207
0,257
0,187
К П отно­
сительный
1
1,196
1,253
1,679
1,22
бирку вставляется пуансон диамет­
ром 1,5 мм. Пробирка подводится под
Рис. VI 1.30. График зависимости временно­
микропресс. Уплотнение достигается
го сопротивления гранул раздавливанию Р
посредством вращ ения винта микро­
и пластичности П от содерж ания влаги В :
пресса до разруш ения первой г р а ­
1 и 2 — давление на гр ан у л у диаметром
нулы, что отмечается по ск ач к у стрел­
1,5 мм соответственно дл я гр ан ул и та АС-8
и аммиачной селитры ; 3 — по казатель п л а­
ки весов. После этого зам еряется длина
стичности гр ан ули та АС-8
выхода винта микропресса. Разность
меж ду длиной винта после уплотне­
ния и начальной дает величину пластичности гран ули та АС-8 . Д л я одной пар­
тии ВВ производится десять определений, из результатов которых вычисляют
среднее арифметическое при показан иях влажности 1, 2, 3, 4, 5 % .
При определении пластичности фиксируется предел прочности гран улы по
ш кале весов. По данным испытаний строят график (рис. VI 1.30).
Коэффициент пластичности определяется по формуле
Кп-
П_
h
где П — показатель пластичности, мм; h — высота столба ВВ при опытах, мм.
О влиянии влаги на коэффициент пластичности д л я гран улита АС -8 можно
судить по данным табл. V II. 19.
Коэффициент сопротивления движению гранул экспериментально опреде­
ляется на опытном стенде, состоящем из полиэтиленовой прозрачной трубы ди а­
метром 67 мм при толщине стенки 2,5 мм и приставки д л я фотографирования по­
лета гранулы при выходе из зарядного трубопровода.
Д ля диапазона скоростей 10—60 м/с при корреляционном отношении 0,8
коэффициент сопротивления
\|>= 0,3 -|- 0.005 у0
Коэффициент трения м еж ду гранулам и, полученный экспериментально, со­
ставляет: аммиачная гранулированная селитра по гран ул и ту АС -8 — 0,67—0,62;
гранулит АС -8 по гран ули ту АС -8 — 0 ,4 4 —Э,46, игданит по игданиту 0,55—0,6.
Средний гранулометрический состав исходного продукта и предельный в усло­
виях максимально допустимых скоростей соударения частиц с В В , при которых
происходит нарушение режима формирования зар яд а, определяется эксперим ен­
тально методом ситового анализа продукта в зарядчике и просыпи.
Д ля расчетов разрушенный объем гранулы при максимальной скорости со уд а­
рения частиц при диаметре скваж ин 40— 150 мм принимается равным: для игда­
н и та— (7 ,0 ^ -7 ,5 )-1 0 10 м8, для гранулитов АС-8 и АС-4 — (5,8-н 6,5) • 10 10 м3.
432
§ 120. Регулирование плотности за р я д а ВВ
в скваж ин е
Увеличение суммарной длины скваж ин при веерных схемах разбуривания
блоков вызывает нецелесообразное повышение удельного расхода В В и "неравно­
мерное дробление.
Равномерное распределение энергии ВВ в слое отбиваемой руды при веерном
расположении скваж ин достигается изменением плотности зар яда по длине с к в а ­
жины и величиной иедозаряда.
С повышением начальной скорости v0 от 40 до 55 м/с высота подъема Ln гр а­
нул увеличивается с 3,5 до 3,6 м (3 %), а при предельных значениях даж е умень­
шается с 7,5 до 6,9 м (7 %) из-за. сопротивления воздуха движению пото­
ка В В.
Следовательно, увеличение начальной скорости движ ения гранул на выходе
из транспортно-зарядного шланга более 40—45 м/с нерационально. Это условие
практически ограничивает возможность зар яж ан и я восходящ их скваж ин свыше
150 мм гранулированными ВВ с физико-механическими свойствами, аналогичными
граи ул и ту АС-8 .
В связи с более высокой прочностью гран ул аммиачной селитры игданит
имеет более широкий диапазон применения.
Новые типы В В д л я заряж ан и я скваж ин диаметром свыше 150 мм должны
обладать не только повышенной прочностью гран ул в связи с увеличением скоро­
стей движ ения по трубопроводам и в скваж ин е, но и значительной вязкостью и
пластичностью поверхностней части слоя.
§ 121. Инициирование за р я д а гранулированных ВВ
Гранулированные В В простейшего состава обладают сравнительно большой
энергией взры ва, но отличаются пониженной чувствительностью к внешнему им­
пульсу, что обусловливает необходимость повышения эффективности промежуточ­
ного детонатора для обеспечения максимальной полноты взрывчатого превращения
зарядов.
З аряды малочувствительных В В инициируют сосредоточенным промежуточ­
ным детонатором из бризантного ВВ.
При инициировании зарядов ВВ сосредоточенным инициаторэм (промышлен­
ные детонаторы, а д л я низксчувствительных ВВ — сосредоточенные промежуточ­
ные детонаторы) в них распространяется сферическая детонационная волна,
быстро формирующаяся в плоскую, фронт которой с границей раздела «ВВ —
горная порода» со ставляет прямой угол.
При инициировании зарядов линейным инициатором (детонирующий ш нур),
размещенным по всей их длине, в зар яд ах распространяется фронт детонационной
волны конической формы, который с границей раздела «ВВ — горная порода»
составляет некоторый острый угол.
С уменьшением у гл а наклона фронта детонационной волны о? 90 до 0° даилс
ние волны напряжений возрастает более чем в 2 раза, а массовая скорость среды —
в 1,8— 1,9 раза. При этом доля потенциальной энергии, перешедшей в среду, воз­
растает на 40 % Д л я получения наилучпих результатов взрыва зар ядо в простейших ВВ
Целесообразно использовать промежуточные детонаторы, обеспечивающие весьма
значительный первоначальный импульс скваж инном у за р я д у , способствующий
началу взрывчатого превращения со скоростью, значительно превышающей устой­
чивую скорость детонации.
Если в скважинном заряде размещаются несколько промежуточных детона­
торов, то общая энергия взрыва значительно повыш ается.
Оптимальная масса сосредоточенного промежуточного детонатора д л я испы­
туемы х ВВ со ставляет 3— 10% (табл. VI 1.20).
Скорость детонации о:новного зар яда простейших аммиачно-селитренных
ВВ во многом зависит от скорости детонации инициирующего зар яд а (рис. V II.31),
что важно для малых диаметров взрывных скваж ин .
433
Таблиц a
h>M/c
тот
1
г .
VI 1.20
Объем воронки взры ва (м^) при различных
отношениях масс промежуточного детонатора
(аммонит Л'Ь 6 Ж В) и основного зар яд а
при инициировании электродетонатором
mo
Отно­
шение
масс, %
2000
0000
5ООО
6000 2}ц,м!с
Рис. VI 1.31. График зависимости
скорости детонации £>0 основного
заряда В В от скорости детонации
Du инициирующего зар я д а:
I
5
10
20
Зерногропу
лит 79/21
Водона­
полненное
ВВ
Гранулит
АС-4
0,798
3,052
4,027
4,081
0,352
1,687
2,825
3,040
2,984
1,868
3,116
3,145
1 — ЛС-ДТ; 2 — АС-ДТ с добавкой
3 —5 % древесной^муки
<f
8
Рис. VI 1.32. Конструкция зар я д а
гранулированны х ВВ в скваж и н ах
малого ди ам етр а:
/ — ск важ и н а; 2 — патрон-боевик;
3 — электродетоиатор;
4 — ко н ­
цевые провода электродетонатора;
5 — патрои-босвик с ДШ ; 6 —
промежуточные детонаторы ди ам ет­
ром 20—25 мм; 7 — стандартный
детиниру 1ищнй ш нур; в — з а р я д В В
Д л я ориентировочных расчетов снижения скорости детонации в зависимости
от диаметра скваж ин d и d1 проф. Л . В. Дубнов предложил формулу
D
где D и Dx — скорости детонации, соответствующие диаметрам скваж ин d и
Оптимальное число нитей ДШ -А в пучке инициатора составляет: четыре —
д л я зерногранулита 79/21, шесть — для водонаполненного ВВ и восемь — для
гранулита АС-4.
Д л я получения максимальной энергии взрывчатого превращ ения зар яд а
целесообразно устан авли вать мощные промежуточные детонаторы (рис. VI 1.32).
ПАРАМЕТРЫ
ГЛАВА 4
БУРОВЗРЫВНЫХ
РАБОТ
§ 122. Удельный расход ВВ, диаметр и се тка скваж ин
В практике подземной разработки рудных месторождений, к а к правило,
параметры буровзрывных работ на очистной выемке определяю тся экспери­
ментальным путем или по аналогии с другими рудниками. Достижение тр е­
буемого кач ества дробления руд в этом случае связан о с корректировкой
принятых параметров отбойки по данным опытных взры вов.
Ниже приводится методика приближенного расчета параметров б у р о ­
взрывных работ. Д л я использования этой методики необходимо знание вели­
чины <70 — удельного расхода ВВ па отбойку при определенном значении диа­
метра взрывных скваж и н , когда обеспечивается заданное качество дробления
рудь:. Если этих сведений нет, можно пользоваться средними значениями
величины q0 по обобщенным данным практики с учетом качества дробления,
крепости отбиваемой руды и применяемого при этом диаметра взрывных
скважин или шпуров.
Технологическую связь м еж ду параметрами отбойки и дробления горной
массы устанавливаю т по удельному расходу ВВ на отбойку, который связан со
434
многими другими параметрами. Линия наименьшего сопротивления взрывных
скваж ин (м)
,
\ f Q?
q0ym
У
5
где Q — количество В В , размещаемое в 1 м скваж ин ы , к г; е — коэффициент от­
носительной работоспособности В В ; q0 — удельный расход ВВ па отбойку, кг/т;
у — плотность руды, т/м3; т — коэффициент сближения скваж ин.
где d — диаметр скваж и н ы , м; р — плотность зар яд а В В, кг/м3; I — длина с к в а ­
жины, равная 1 м.
Плотность пород у устан авли вается при разведке месторождения до разбуривания блока.
Коэффициент сближ ения скважин т зависит от горнотехнических условий
и находится в широких пределах.
Удельный расход ВВ на отбойку
зависит от мощности применяемых В В ,
диаметра скваж и н , крепости, плотности и принятого размера кондиционного к у с к а .
Диаметр скваж ин вли яет на производительность труда забойного рабочего и себе­
стоимость 1 т руды, определяет выбор способа бурения, сечение буровых вы р а­
боток, сетку скваж ин .
Во всех сл уч аях задача выбора оптимальных параметров буроврзывных работ
при изменении диаметра взрывных скваж ин может быть решена, если будет оп­
ределено влияние этого параметра на показатели бурения и взрывных работ.
В общем виде зависимость удельного расхода В В на отбойку от диаметра с к в а ­
жин при постоянном качестве дробления взрываемого массива может быть вы ра­
ж ена формулой
где q0 и q'0 — удельные расходы В В на отбойку, соответствующие диаметрам сква­
жин d и dlt кг/т; i — 0,33 — 0,5 — показатель степени, зависящий от горнотех­
нических условий и глубины скваж ин ы ; Kd — коэффициент влияния диаметра
скваж ин.
Зависимость удельного расхода В В на отбойку от коэффициента крепости
пород в общем виде может быть вы ражена формулой
При постоянстве качества дробления руды и всех прочих условий, расходы
ВВ на отбойку I м3 постоянны, но в пересчете на 1 т различны.
Это различие учитывается формулой
Yi
где q0 и q01 — расходы ВВ ка отбойку, соответствующие плотности руды у и у х.
Рост производительности тр уда при системах разработки с отбойкой руды
глубокими скваж инами значительно сдерж ивается трудоемкостью вы пуска и в ос­
новном из-за вторичного дробления негабарита.
Одним из направлений, значительно улучшающих технико-экономические
показатели на вы пуске руды, яв л яется увеличение размеров кондиционного к уск а.
Т ак, по данным ВНИИЦветмета, устан о вка на подземных рудниках Лениногорского комбината дробилки с приемным отверстием 1200Х 1500 мм позволит ув е ­
личить размер кондиционного куска-с 400 до 900 мм и сократить выход негабарита
с 20—25 до 6—8 % . Себестоимость 1 т руды по блоку, без учета затр ат на переоборудоваиие люковых устройств и замены подвижного состава, предполагается
снизить почти вдвое.
Зависимость удельного расхода ВВ на отбойку от размера кондиционного
к у с к а определяется на основе гипотезы В . Л . Кирпичева.
43 5
Рис. V II.33. Схема к расчету (я и б) и зависимость коэффициента К с от размера конди­
ционного куска с (в)
Энергия на разруш ение объема породы
E = AAq I g ( 4 ) K» ’
где ДAq — удельная работа на разрушение единицы объема материала; с — сред­
ний диаметр куско в после дробления;
— объем обрушаемого материала; R —
средний диаметр куско в до дробления, м.
Коэффициент изменения энергии разрушения при увеличении размера кон­
диционного к у с к а от с ± до с
F
'с
Е_ _
Е{
&Aq lg (7?р/с) Ум
AAq lg (i?p/Ci) Vu ’
где Е — энергия разруш ения д л я получения кондиционного к у с к а , равного с ; ]
El — энергия разруш ения для получения размера кондиционного к у с к а, рав­
ного ?! (рис. V I 1.33, а , б).
При значениях /?р от 7 до 2 м сг — 0,4 м н е - 0,4 -т-1,2 м, что соответствует
практике подземных рудников,
Kc = 7 W
нли* с = У т ’
где с я c t — размеры кондиционного к у с к а , соответствующие расходам на первич­
ную отбойку q0 и q0i\ Ко — коэффициент расхода ВВ на отбойку при различных
размерах кондиционного к у ск а.
Если при размере кондиционного к у ск а с\ расход ВВ на первичную отбойку
составляет q01, то при изменении размера кондиционного к у ск а до с
<?о = q o iK с ~ qoi
Р. Густафсон на основе экспериментов и анализа практики рудников Швеции
установил степень дробления руды в зависимости от удельного расхода ВВ на
отбойку (рис. V I I .34).
С учетом практических данных
<7о= 0,95(701]/
~
при среднеквадратическом отклонении 6 ,5 5 % .
Отклонения расчетных и практических данных по р яду других отечественных
и зарубежных предприятий составляю т 5—8 % .
При отбойке скважинными зарядами диаметром 135— 150 мм руд неболь­
шой трещиноватости с f ~ 14ч -15 и с применением патронированпых аммонита
№ 6 и аммонала В Л -8 суммарный расход ВВ на 1 т добытой руды явл яется всли436
чиной практически постоянной и составляет
0,792 кг/т (коэффициент вариации 6 ,2 % ).
3 этих горнотехнических условиях можно
0,см
регулировать качество дробления руды р ас­
па отбойку в пределах 0,280—
0,700 кг/т (коэффициент вариации’ 19,2 % ).
Постоянство расхода ВВ наблюдается
для различных условий (табл. VI 1.21).
П рям ая зависимость меж ду удельным
расходом В В на отбойку и выходом негаба­
рита установлена т ак ж е В. К . Рубцовым.
Увеличение удельного расхода на от­
бойку свыше критической величины (qc —
практически не вли яет на улучшение каче­
ства дробления руды и приьодит к значи­
тельному перерасходу ВВ и снижению тех­
нико-экономических показателей при очист­
ной выемке. Снижение выхода негабарита
в этом случае возможно за счет перехода на
отбойку руды скваж инами уменьшенного
диаметра.
При уменьшенных параметрах сетки
Рис. VI 1.34. График зависимости
размера куска с после дробления от
скважин значительно повышается произво­
удельного расхода В В на отбойку q 0
дительность тр уд а на выпуске и доставке
на рудниках Швеции:
руды, снижаются затраты на поддержание
1 - © = 3 -5-4 м \2 —w = 2 м; 3 —
выработок горизонта скреперования и з а ­
w = 1,5 м; 4 — w — 1 м
пыленность воздуха, но возрастают затраты
на разбуривание блоков и отбойку руды.
В общем виде себестоимость и трудовые затраты на отбойку и выпуск
руды при очистной выемке вы раж аю тся формулами
ходом ВВ
С = С(5 -j- Cq
Св “I- Сц',
Т = Тб
тв +
f
Т0 4-
Гп,
Со (То) — стоимость (трудоемкость) буровых работ; С0 (Г 0) — затраты на доставку
ВВ, за р яд к у скваж и н , стоимость ВМ (трудоемкость работ по отбойке руды);
Си(Т’в) — стоимость (трудоемкость) на вы пуске руды ; Сп (Тп) — стоимость
(трудоемкость) поддержания подготовительных выработок.
Стоимость буровых работ
Сб :
С р /С в .;
Way
или
Cq =
4С(;/(в. 3#0
я d2lp
’
где С с — себестоимость 1 м скваж ины; q0 — удельный расход ВВ на отбойку;
W — линия наименьшего сопротивления; а — расстояние м еж ду скважинами
13 р яду, а — U'/пг; у
плотность руды ; d
диаметр скваж н н ; К и .з — коэффи­
циент, характеризую щий изменение выхода руды ; с 1 м скваж ины за счет веер­
ного их расположения и условий «заж и м а»; р — плотность зар яда ВВ.
Трудоемкость работ по эазбуриванию блоков:
К В. з
или Тб :
W m yfl б
где Яб — производительность бурового рабочего.
Стоимость ВМ на первичную отбойку
'ВМ : 1,1
Кп. аСд '
w2my
где q0 — расход ВВ на первичную отбойку; С в в — стоимость 1 к г В В;
К в. 3
w2m y
расход ДШ-А на отбойку; 1,1 — коэффициент, учитывающий устан овку проме437
я
CQ
*
<о
+
II
X
оо
03
со
са
1
о
S
S
CQ
0
CG
sь «о
Сс
00
о
<
*
СО
н
S
« о
н —'
яс
« С
*£Н
го
ио
« 2с
О
>>
ж
1 •'•
§ 00
о
°?
•о <£
°3 II
•г**-
I ю
S 00
s<
— CQ
II та
«5
СО €«
к
<N
я с
СО
Удельный
расход
В В на отбойку и вторичное дробление
по месторождениям
Sso
<L>o'- 2
—
438
СЗ
Си
С-.
S
S
1
сз
К
СО
f-
*1*
~ СО
О
% II
А
11
С^
*
со
д; ю
н
* •, *
2 ^
-й • ■
Я 00
—
та ,1||
«
юОЗ
rj*
■' i *
ю
ю ч
го О
Ег
X
ей
*
СО
о, Ю
1 1
i 5 0
1со |
ю т
II 0II0
4 3 II
О
§— £5
§
II ™
Я
2 со
<
— CQ
II Ч
ю^
°
та
4S
-с я
СО
о
СО
СО
СО
t£>
1Л
04
со
ю
ю
а>
ю
ю
со
—1
•—
•
о
со
lO
00
СЧ
(М
1^5
о
00
CNJ
ь-
!«I
f i sо
<м
о
(N
О)
["~
О
L
O
ю
<
N
x—<
«=;
ScQ
>»«
О
©
t"-
ю
о
СО
©
о
о
Г".
о
СО
о
со
со
t4»
о
СО
СП
о
сч
СО
о
3
22
н
со
СО
СО
С4)
ТР
со
©~
о
CJ
т
о
*
О
(J
<
v
о
t=i
«=*
е*
»=t
3
Н
о
<»
г***
о
см
со
ю
a
О
о
о
тг
о”
A ^« 9S
s• о
cao
Ы
2 5нн« 'оч
А ;?
ос: н
о <
ac ж
я 5
о
а
*
о
к
ч
о
sc
^уточны х детонаторов, патрснов-боевпков, повышенный расход ДШ-А за счет
обвязки патроноз-боевиков; Сд — стоимость ДШ -А; С м в — стоимость произ­
водства массовых взрывов при отбойке руды.
Удельный вес затр ат времени на вторичное дробление, вклю чая подготови­
тельные операции и проветривание выработок, достигает 40 % .
Производительность труда на вы пуске руды, кроме качества дробления обрушаемого массива, зависит о? мощности применяемого оборудования, длины доL тап ки и схем подготовки блоков.
В связи с этим расчетные параметры должны уточняться с учетом конкретных
горнотехнических условий каждого предприятия.
Затраты на вы пуске:
С« = Щ + 1'3<1»Св в ,
где Zo — средняя заработная плата рабочего на вы пуске и доставке руды; Я с—
производительность тр уда рабочего на вы пуске и доставке руды ; qb— удельный
расход ВВ на вторичное дробление; 1,3 <7ВС ' 0 — затраты на вторичное дробление
по ВВ и ДШ -А; 1,3 — коэффициент, учитывающий расход средств взрывания.
Затраты и трудоемкость работ по поддержанию горных выработок на 1 т руды
в основном изменяются пропорционально срокам отработки блоков. При значи­
тельных объемах взрывных работ на вторичное дробление необходимо учитывать
работы по перекреплению подготовительных выработок.
Си — Си±— ,
11
где Сп и Сщ — затраты на поддержание горных выработок при соответствующих
сроках отработки блоков Т и 7\.
Срок отработки блока зависит от производительности тр уд а на вы пуске руды :
т — ^рб
пПс ’
где С?рб — запас руды в блоке; п — число скреперистов (выработок вы п уска);
Пс -~ средняя производительность труда скрепериста на вы пуске руды.
С учетом изложенных функциональных связей выполнены расчеты стоимост­
ных затр ат С и трудоемкости Т по процессам д л я средних условий (табл. VI 1.22,
V II.23, VI 1.24): / = 12; у = 2,75 т/м3; размер кондиционного к у с к а с = 400 мм;
ВВ — гранулит АС-8 ; е ~ 0,85; плотность зар яд а р — 1,15; расположение с к в а ­
жин глубиной до 15 м — веерное при коэффициенте снижения выхода руды
Л'вз = 1,5; заработная плата скр еп ер и ста— 12,0 руб/см; стоимость 1 м с к в а ­
жины диаметром 145— 150 мм — 7,55 руб; сменная производительность тр уд а ра­
бочего при бурении скваж ин диаметром 145— 150 мм — 10,2 м; стоимость 1 м с к в а ­
жины диаметром 105 мм — 5,6 р уб .; сменная производительность труда рабочего
при бурении скваж ин диаметром 105 мм — 13,3 м; стоимость 1 м скваж ины ди а­
метром 56 м м — 1,76 р уб.; сменная производительность труда рабочего при б у­
рении скваж ин диаметром 56 мм — 54 м.
Анализом суммарных затрат и трудоемкости (рис. V II.35; V II.36) устанавли­
ваются оптимальные удельные расходы В В на отбойку, которые для средних у с ­
ловий составляю т: при диаметре скваж ин 65 мм — 0,450—0,500 кг/т (сетка 1,6Х
X 1,9 м); 105 мм — 0,600 —0,650 кг/т (сетка 2 ,3 X 2 ,7 м); 145— 150 мм — 0,650—
0,750 кг/т (сетка 2 ,8 X 3 ,3 м).
Эти параметры м о гут обеспечить выход негабарита при отбойке руды до 5—
-0 %. Увеличение расхода ВВ на отбойку свыше указан н ы х пределов не улучш ает
качества дробления руды (соответственно и затр ат на выпуске) и приводит к рез­
кому снижению эффективности буровзрывных работ и показателей при очистной
ьыемке,
439
Расчетная
стоимость затрат С (руб/т) и трудоемкость
условий; d= 105 мм
ДЛЯ средних
Т (чел-смен/т) по процессам
Т, ч ел -см ен / fODOm
о
0,3
0,6 д0,кг/т
рис. VI 1.35. График зависимости сум м ар­
ных з а т р а т С при очистной вы ем ке от удель­
ного расхода В В на отбойку q 0:
], 2 и 3 — дл я диаметров скваж и н соответ­
ственно 65, 105 и 145 —150 мм
Рис. V I I .36. График зависимости суммар­
ной трудоемкости работ Т при очистной
вы емке от удельного расхода ВВ на отбой­
ку q 0:
1, 2 и 3 — д л я диаметров скваж ин соответ­
ственно 65, 145 —150 и 105 мм
Дальнейш ее снижение выхода негабарита возможно только за счет уменьш е­
ния диаметра скваж ин оптимальной длины, при которой обеспечивается мини­
мальное отклонение от проектных отметок.
§ 123. Глубина скваж ин
Оптимальная глубина
скваж ин
определяется
технико-экономическим
расчетом.
При постоянной технологии бурения и прочих равных условиях изменение
стоимости бурения 1 м скваж ины на различной глубине определяется заработной
платой горнорабочего и производительностью тр уда:
АС. _ г б . z o
б ~ п бм
П'б м ’
где Zq— полная заработная плата бурильщ ика; Я бм и 77£м — соответствующая
производительность тр уд а бурильщ ика.
Н а 1 т обуренной руды изменение затр ат
4С' 5 - т ( я Г . - я Ь ) С увеличением средней глубины скваж ины изменяются затраты на проведение
С р аб ото к буровых горизонтов:
_( jS ___ _S_ \ Сц
ДСрн ■
~\Si
' S j
у ’
где 5 — сечение буровой выработки;
— площадь слоя, соответствующая сред­
о й глубине скваж ины lx\ S2 — то ж е, при /2; Сн — стоимость 1 м3 нарезных ра­
бот; у — плотность руды, т/м8.
Площадь слоя
S 1 = L? и S2 = L\.
44 3
Откуда
S \ С„
АСрн = [ т т ------т т I — •
Изменение трудоемкости проведения нарезных выработок на 1 м скважины^
Т_п
Л 7 р н = I— — п г1 —
■
L2
У '
\^1
С целью максимального снижения выхода негабарита параметры сетки J
скважин (w и а) принимаются меньше радиуса разруш ения.
Р адиус разруш ения зависит от диаметра зар яд а, коэффициента крепости по­
род в блоке и типа применяемого В В :
Роти^
5 5d|^/
RР =
=
Г/
где ротн — относительная плотность зар яд а В В ; е — коэффициент относитель­
ной работоспособности В В.
Допустимое линейное отклонение скваж ин от проектной
Aw = Я р _ w = 55d | / .
-28d I
|/
ЮОО^оТ^
Л
1000 q 0w
Допустимый уго л отклонения определяется по формуле
tg
р
= т
.
Расчет линейных и угловы х отклонений скваж ин (табл. VI 1.25) выполнен
д ля условий: ВВ — гранулит ЛС-8 ; 1= 0 :85; р = 1,15; у = 2,8 т/м3; m — 1,2;
кондиционный кусо к с = 400 мм; qB = 0,050 кг/'т.
Допустимая длина скваж и н , при которой гаран ти руется отбойка слоя руды,
*£ Рср ’
где Pop — средний угол отклонения скваж ин д л я данного бурового оборудования
и горнотехнических условий.
Средние угловы е отклонения скваж ин от проектного направления д л я р аз­
личных способов бурения составляю т: шарошечный — 3° 17', пневмоударный,
d — 150 мм — 4° 40' и d — 105 мм — 3° 3 2 ', штанговый — 1° 38' (зенитный угол)
и 2° 45' (азимут).
Предельная глубина скваж и н :
шарошечных, d = 145 мм
.
Aw
pep
1,8
tg 3°47' ■
пневмоударных, d = 150 мм
м
tg 4° 40
44 4
- = 2 2 , 1 м,
=3 1 , 4
м,
Таблица
Д о п усти м ы е
Диаметр
скнз?кнн t
мм
Расчетные показатели
Глубина скваж ин
Коэффи­
циент
крепости
пород
W, м
7?р, м
Я р -ю ,
15
8
15
8
15
8
15
8
15
8
10
8
15
8
15
8
0 ,9
1,06
1,02
1,20
1,27
1,49
1,41
1,65
1,65
1,91
2,02
2,38
2,27
2,72
2,48
3,09
0,9
1,06
1,15
1,37
1,54
1,83
1,79
2,12
2,2
2,6
2,89
3,42
3,45
4,07
4 ,00
4,89
0
0
0,13
0,17
0,27
0,34
0 ,38
0,47
0,5 5
0,69
0,87
1,04
1,18
1,35
1,52
1,80
36
42
56
65
80
105
125
150
V II.25
угл ы отклонений скважин различного диаметра
м
10 м
20 м
30 м
0
0
0° 45'
0° 58'
1° 32'
1° 57'
2° 10'
2° 4 Г
3° 0 9'
3° 57'
5° 0 0 '
5° 44'
6° 44'
7° 4 0 '
9° 2 6'
10° 0 9'
0
0
0° 20'
0° 27'
0° 46'
0° 58'
1° 05'
1° 22'
Iе 36'
2° 0 0 '
2° 28'
3°00'
3° 22'
3° 50'
4° 43'
5° 04'
0
0
0 14'
0° 18'
0°31'
0° 38'
0° 45'
0° 55'
1° 0 2 '
1° 2 0 '
1° 4 0'
2° 0 0 '
2° 15'
2° 33'
3° 0 9'
3° 23'
пневмоударных, d = 105 мм
^ - т г й г - 17'2
ш танговых, d = 65 мм
,
0,47
^ = ^ -р ж
1Г с
= 16’5 м -
У глы отклонений, полученные д л я средних условий, должны уточняться
с учетом конкретной технологии.
При соблюдении специальных технических и технологических мер отклоне­
ние скваж ин может существенно уменьш аться. При отклонении скваж ин от про­
ектного положения (рис. VI 1.37) удельный расход ВВ на отбойку слоя снизится
на величину
Л
G
Ас,° = Ш ~
G
( - + ¥ ) La
При постоянном общем расходе 1ВВ удельный расход на вторичное дробление
q* =
Aw
+ qo 25; *
Дополнительные затраты на вы пуске руды за счет вы хода негабарита
ДСр” =
~ щ ) _ 1,3<7° 2 Й Св в-
где Zc — заработная плата скрепериста; Пс и Я ' — производительность труда
скрепериста при удельны х расходах ВВ на вторичное д р о б л ен и е^ и q’Q\ 1,3 ? о т ^ Х
X C g B — дополнительные затраты на расход ДШ , ВВ и средств взры вания.
445
Т а б л и ц а V I I . 26
И зм ен ен и е у д е л ь н ы х з а т р а т АС (р уб / т) и т р у д о е м к о с т и Т (ч е л -с м е н / т )
по п р о ц ес сам при у м ен ь ш ен и и гл у б и н ы с к в а ж и н д л я ср ед н и х ус л о в и й
аX
С
сзи
•ЯN
*=*S
CQ
СЦ о
1
2
600
400
300
250
3
4
5
200
2
2
К« я
*С
ClIVQС
£
>
>
м
Я*ч
и
и уа
24.5
2 0 ,0
17.5
15.6
14,2
Бурение
Н арезные работы
АС
АТ
АС
0
0
0
- 0 ,0 8 9
—0,163
0,194
—0,226
АТ
0
+ 0 ,0 2 2 4
-1-0,0455
+ 0 ,0 6 3 6
+ 0 ,0 9 3 3
- 0 ,4 7 2
- 0 ,8 5 4
- 1,02
—1,19
+ 0 ,2 6 1
+ 0 ,5 3 2
+ 0,741
+ 1,060
2
н
ci­
ts
СС
1
2
3
4
5
£n
? 2
3" *
§8
По
600
400
300
250
200
г- «) 2I
К
£
>•в
О ь. о
2 4 .5
2 0 ,0
17.5
15.6
14,2
Суммарные
В ы пуск РУДЫ
АС
АТ
+ 0 ,0 0 0
+ 0 ,0 0 0
+ 0 ,0 0
—0,0055
—0 ,0 1 12
0 ,0 0 0
0 ,0 0 0
0 ,0 0 0
- 0 ,0 0 0 2
АС
- 0 ,0 0 0 5
АТ
0 ,0 0 0
0 ,0 0 0
—0,067
—0,118
—0,136
—0,144
- 0,211
- 0 ,3 2 2
—0,236
- 0 ,1 3 5
Оптимальная глубина скваж ин находится сравнением вариантов по изме­
нению удельной трудоемкости очистных работ и суммарных затр ат (табл.V I 1.26).
С целью исключения подрыва и потерь при производстве массовых взрывов
скваж ины принято располагать секциями из 2 —6 рядов (рис. VI 1.38), число
которых определяется графиком горных работ и
и/
Аи/
периодичностью отбойки руды. Расстояние м еж ду
рядами скважин в одной секции равно л. н. с.:
w = 28d
v
Яоут
а м еж ду рядами
разруш ения
R р = 55d
смежных
секций — радиусу
Ротн^
v -
юоо
V]
В слабых и неустойчивых р удах, когда
величина
радиуса
разруш ения
достигает
больших величин, последний слой секции
целесообразно обуривать скважинами умень­
шенного диаметра.
В случае отсутствия средств бурения с к в а ­
жин различного диаметра энергия ВВ в массиве
распределяется за счет изменения числа с к в а ­
жин в рядах и недозаряда (рис. VI 1.39).
Рис. VI 1.37. Схема к р асчету удельны х
дов ВВ при отклонении скваж ин
расхо­
Секция
Секция.
Секция
Рис. VI 1.38. Схемы ( а , б , о ) секционного расположения скваж ин:
/ — скреперная вы работка; 2 — б ур о вая вы раб отка; 3 — скваж и н ы диаметром 145 мм;
4 — рассечка иод отрезную щель; 5 — отрезной восстающий; 6 и 7 — скваж ин ы диаметром
соответственно 145 и 80 мм; 8 и 9 —■скваж и н ы диаметром 80 и 105 мм
рис. VI 1.39. Концентрация энергии А ' зар яд а В В по вы соте слоя // при веерном располо­
жении скваж ин :
а — без недозаряда ск важ и н ; 6 — при рациональном недозаряде
При правильном распределении энергии зарядов В В п отбиваемом слое
веерное расположение взрывных скваж ин не может яв л ять ся причиной неравно­
мерного и некачественного дробления руды. В этом случ ае затраты на доставку
ВВ и заряж ани е скваж ин могут быть сведены к показателям , соответствующим
схемам с параллельным расположением скваж ин .
При одинаковом качестве дробления руды и одинаковых затратах на взры ­
вание основными факторами при выборе схем разбуривания блоков являю тся
затраты на бурение скваж ин и проведение буровых выработок.
447
Суммарная
в пол у веере:
LСВ
где
длина
скважин
1,755
а
5 — площадь
а — расстояние
полувеера, м2;
м еж ду концами
скваж и н , м.
Число скваж ин в полу веере
1,75/5
« п = ------- -----------Ь 1 •
а
У дельная длина скваж ин
1 м 2 площади полувеера
Д/В = ^
,755
1,75
aS
а
на
С редняя длина скважин
1,755
/ — ов —
с ~ п
1,75j/”5 + а
Рис. VI 1.40. Схемы параллельного расположе­
ния скваж ин :
а — при сплошной подсечке кам еры ; б — с о с­
тавлением целика м еж ду буровыми вы раб от­
ками
Д л я практических расчетов
с точностью 2 —3 % можно при­
нять
/с = / 5 — 0 ,4 .
При параллельном расположении скваж ин (рис. VI 1.40) сум м арная длина
скважин в отбиваемом слое
( - § - + 1 ) (А-Ь),
где h — высота буровой выработки, м.
Расход бурения на 1 м3 обрушаемого слоя:
при веерном расположении скваж ин
д/ b -— L°B ,
M
при параллельном расположении скваж ин
Л/д —
^сп
VU
Объем отбиваемого слоя:
при веерном расположении скваж ин
Ув =
(АВ — bh) w;
при параллельном расположении скважин
Vn = (АВ — Bh) w,
где bh и Bh — соответствующие сечения буровой выработки, м2.
448
Стоимость 1 м3 обрушаемой руды по бурению:
\7ЪАВ
а (АВ — bh) w
Сбв =
/В
V
Сбп
а
а
) (А — h)
(А — h) Bw
= Сс
(В + a)
aBw
,
где Сс — стоимость 1 м скваж ины.
З атраты на проходческие работы:
hbw
C„:
hBw .
~ABwy
hb
IB
Cn = -д - Си,
где Си — стоимость 1 м 3 нарезных работ.
При параллельном расположении скваж ин и оставлении целиков м еж ду б у­
ровыми выработками (рис. VI 1.40, б) объемы проходческих работ, приходящ ихся
на слой, снижаются и практи чески составляют 50—60 % от затр ат по схеме, при­
веденной на рис. V I 1.40, а.
В этом случае вводится коэффициент снижения объема проходческих работ:
К он т С
А
Ьн .
Сц
Суммарные затраты на бурение скважин и на проходку выработок:
\,75АВ
„ . hb
Сц\
а (АВ • bh) w
АВ
В 4- а
Сси '■ aBw C c + K o h j < V
Сев :
Трудоемкость бурения 1 м скваж ины зависит от длины ш танг (табл. VI 1.27).
Себестоимость 1 м скважины
_
1
_____ ^б \ 1,08,
с
К «
Пб к )
где С ' — себестоимость 1 м скважины при длине буровой штанги Э,6 м; Z6 —ос­
новная и дополнительная заработная плата бурильщ ика в смену; П$м — сменная
производительность бурильщ ика при длине буровой штанги 0 ,6 м; #бм — то же,
Таблица
V II.2 7
Трудоемкость бурения (чел-мин/м) при различной длине
буровых ш танг (длина скважин 24 м, стойкость коронки 6 м)
Н ачальная
техни ческая
скорость бурения,
м/мин
0,1
0,15
0,20
0,25
0,30
Длина буровой штанги, м
0.G
0,8
1,0
1,2
1,5
1,8
32,2
24,8
22,3
20,3
19,0
22,6
17,3
14,7
13,0
12,0
20,2
15,4
13,0
11,6
10,6
18,5
14,2
12,0
10,7
9,75
17,4
13,3
11,0
9,9
9,1
16,3
12,3
10,4
9,25
8,85
П/р В. Л . Грсбснкж а и др.
449
45 0
'ф
(Л
3,54
0,338
1,280
0,057
сч
сч
сч
— со
ю
"= f
ю
100
1
О
о со
00
ю
<о
0
0СО
0,144
тГ
СО СО
С"-
t-'-
со
0,194
1,032
0,176
о-
о
о
о^
rt*
со
со
сч ^
сч
со
g e g«
-0
о4
сч
СО
СО
О
со
— сч
сг>
сч
ю
со
СО СП
00
сс
а>
со
1
о
о
1"ю
о
о~
о
o'
СО
СО
сч
оо
со
сч
СО
сч
cN
СО
t"
0
оГ
—<со
oi
со
со
1
СОо
сч
-
О
Я
СО
ЯГ
Г
со
о
о
о
ЬJ
Г
ТО
о
Ж
О
Си
&3
;о х
ТО
S ^ д
Э
гЬ п
сх
S' о ^
§ &т
о
5С-5 то
_
то
5
^ уу ‘“Ч
к з и: о
3 Я
S С
3 ^ гг
с?
то
geo
X
tr<
: о я elffl
Т
D § СОО
Г!
к ч С
-со IО., v<
«
я Sо J ;
5
>>
X
3
э
о
я
■<
к
о,
то
то ,То то
_ С* с
а>
СЗ о |
я
я I то t j со В ; S s 3
0 i я *
; н фs а §
■ л са
я
§ m то
1 *о §о ° 1 о
03
S Я О >- Й
я 2
ч
Я Л ЦЯ
то я я Я о£■ ^± то
То О -I <i Й
с
я
О
д
&
•
£
*
й
a
h
*
о s § .«
Ее 8с
со
ё ^ е S .C
^
ю со
s
со
СО
360
СО
xwhOped
оахоэьи1го^[
Vi*
сч
о
0,086
о•^г
<N
О"
WO-L^h
•qxooMKaoV
-Xdx tftrtnpo
со
32
LO С"-
3
2
42
< J“ 0
0 4 S!
>5° к
j-O.0H
360
*°1“
0,031
0,585
II
сч
11
70
Ю
о
0,099
ю
С
со
<с
о"
<о
xiihoped
МИН
Т рудоем кость и д л и те л ьн о ст ь операций при до ставке
с использованием разли чн ы х п н ев м о за р яд ч и к о в
ВВ
и заряж ании
скваж и н
II
**3
o'
О
со
ояхээьи1го>1
П родолжи­
тельность
операции
в смене
с
сч
0,057
KD-* СЪh
•чхоомк }ov
-Adx квй 9 0
со
ю
о
гм
оо
со
о.
0,332
О e* £
C.4> - ca
C h O
см
со
oexodbUiroiH
i^«< u
о‘
о
о
30
II
XH hoped
°ч
30
о
ю
о
<о
O'
1
С
со
мин
ю
<N
сч
о>
0,332
МП-1ГЭЬ
‘ чхэомигэо^
-Xdx ввУп90
Таблица
V I1.29
Трудоемкость и стоимость работ по операциям при отбойке 1000 т руды
Диаметр скважин
мм
П оказатели, операции
56
105
150
70
93
118
25
60
130
Сменная производительность по ВВ,
кг
1750
5580
15 340
Удельный расход В В на отбойку, кг/т
0,486
0,660
0,880
Заряж ан ие скваж и н :
чел.-смен
р уб .*
2,37
16,827
3,24
23,004
3,54
25,134
0 ,1 2
Время
мин
чистого за р я ж а н и я
Техническая
в смену,
производительность
за­
ряж ания, кг/мин
П огрузочно-разгрузочные
операции
на базисном складе ВМ:
чел.-смен
руб.
П еревозка ВВ с базисного склада:
чел.-смен
руб.
0,501
0,37
1,534
1,03
4,297
0 ,0 4
0,167
0,15
0,626
0,81
3,379
З агр узк а спецвагонов:
чел.-смен
руб.
0 ,0 4
0,167
0,13
0,542
0,38
1,585
Д оставка до ствола ш ахты:
чел.-смен
руб.
0 ,0 9
0,376
0,29
1,210
0,80
3,338
Спуск но стволу ш ахты:
чел.-смен
руб.
0 ,1 2
0,501
0,40
1,669
1,09
4,548
1,200
0,75
3,750
2,07
10,350
3,02
19,737
5,33
32,335
9,72
52,631
3601
8455
Транспортировка по откаточному го­
ризонту к зарядным устройствам:
чел.-смен
руб.
Всего
чел.-смен
руб.
Отбито руды , т
0,24
19 175
Относительная трудоемкость, %
100
75,2
60,5
Относительная стоимость, %
100
69,8
50,1
* Стоимость рассчитана по тарифным ставкам без учета всех видов доплаты и пояс­
ных коэффициентов.
15*
451
Рис. VI 1.41. График зависимости себе­
стоимости Сн </) и трудоемкости Тн (2 )
нарезных работ от площади попереч­
ного сечения выработок
Ск, руб/**
при длине буровой штанги /; 1,08 — коэффициент, учитывающий отчисления
по соцстраху.
Трудоемкость работ по проходке выработок определяется на основании хрономэтражных наблюдений, анализа паспортов, буровзрывных работ и действую ­
щих на предприятии нормативов. Об изменении трудоемкости работ и себе­
стоимости нарезных выработок в зависимости от площади поперечного сечения
можно судить по графикам на рис. VI 1.41.
Трудоемкость производства массового взрыва
г
_
У б . с + 7 1т
+
7 1а . с
+
Г д
+
Г з
Ср. о
где То .с — затраты тр уд а, включающие выполнение всех операций на базисном
складе ВМ ; Тт — транспортирование ВВ на промплощ адку рудн ика; Т3#с —
загр узка спецвагонов и спуск по стволу шахты; Тд — доставка от ствола шахты
к зарядч ику, установленному на откаточном горизонте; Тъ — заряж ан и е с к ва ­
жин; Gp.0 — количество отбитой руды.
О трудоемкости операций можно судить по данным табл. VI 1.28.
Затраты тр уд а по доставке В В от базисного склад а до района взрывных работ
определяются по количеству В В , соответствующему производительности зарядного
устройства за см ену, и нормам, действующим в условиях предприятия.
3
табл. VI 1.29 приведены расчетные показатели трудоемкости и стоимос
работ при отбойке 1000 т руды скважинными зарядами диаметром 56, 105 и 150 мм.
При сравнении схем комплексной технизации взрывных работ необходимо
учитывать амортизацию оборудования.
ГЛАВА 5
В З Р Ы В Н Ы Е РАБОТЫ
§ 124. Особенности использования
инициирующих средств
Д л я обеспечения детонации промышленных ВВ выпускаю тся капсюлидетонаторы (ГОСТ 6254—74, табл. VI 1.30); электродетонаторы (ГОСТ 9089—75);
детонирующие шнуры; огнепроводные шнуры (ГОСТ 3470—80Е) и средства за ­
ж игания огнепроводных шнуров.
Капсюли-детонаторы (К Д ) очень чувствительны к у д а р у , трению и к огню,
их необходимо оберегать от увлаж н ен и я. Под воздействием солнечных лучей ч ув ­
ствительность К Д к внешним воздействиям повыш ается.
Не допускаю тся в К Д опыление стенок гильзы составом В В , окисление и за ­
грязнение, трещины, раковины, забоины и помятости на гильзе, отслаивание
45 2
Т а б л и ц а
V II.30
размеры гильз КД, мм
Расстояние от кр ая
дульц а до п о верх­
ности чашечки
КД
Высота
Внутренний
диаметр
№ 8Л
7,05
6,3
48,5
23
№ 8С
7,20
6,3
51,0
23
№ 8Б
7,65
6,3
51,0
23
Н аружный
диаметр
бумаги по ш ву и в местах склсск, разлохмачивание бум аж ны х гильз.
К Д плотно уложены по 100 шт. вертикально в картонные коробки, а кап ­
сюли № 8А — в ж естян ы е коробки. Ж естяные коробки уклады ваю т по 5 шт.
в картонные коробки, пропитанные парафином, а картонные коробки — по
4 шт. в металлические короба. Короба уклады ваю тся в дерезянные ящ ики.
Электродетонатор мгновенного действия состоит из К Д , в гильзу которого
вмонтирован электровоспламенитель.
Выводные провода электровоспламенителя изготовляю т из медной или
стальной луженой ж илы . ЭД, применяемые в ш ахтах, опасных по га зу или
пыли, снабжены одножильными медными выводными проводами. Медные про­
вода имеют диаметр жилы 0,5 мм и сопротивление 0,09 Ом/м, а стальны е со­
ответственно 0,6 мм и 0 ,4 —0 ,5 Ом/м.
Выводные провода м огут иметь пластикатную изоляцию (полихлорвинил
пли полиэтилен) или хлопчатобумажную. Выводные провода имеют длину 1—4 м,
свободные концы их очищают от изоляции, соединяют и затем свертывают
в бунтик.
Электродетонаторы мгновенного действия изготавливаю т следующих марок:
ЭД- 8 - Э — водостойкий, непредохранительный; ЭДС — сейсмический, водостой­
кий, непредохранительный; Э Д - 8 -ПМ — предохранительный повышенной мощ­
ности; Э ДВ (ВЭД) — д л я тптамповки металлов (табл. VI 1.31).
Э Д - 8 -ПМ дает не более 4 % воспламенений воздушной средь:. Предназначен
для ш ахт, опасных по г а з у или пыли.
ЭДВ — высоковольтные электродетонаторы (ЭДВ-1 и Э Д В -2), имеют мини­
мальное напряжение срабатывания 10 к В .
В Э Д замедленного и короткозамедленного действия м еж ду зарядом К Д и
электровоспламенителем помещен замедляющий зар яд , горящий в течение
определенного времени. Время замедления Э Д К З и Э Д З Д зависит от длины
замедляющ его зар яд а и его состаоа (табл. V I I .32; V II.33).
Детонирующий шнур (табл. V I I .34) предназначен д л я
возбуждения
Детонации зар яда ВВ на взрывных работах, кроме ш ахт, опасных по газу
или пыли. Ц вет — от белого до красноватого с д вум я красными нитками на на­
ружной оплетке.
ДЩ дают отказы при неправильном использовании: при изгибе под острым
углом или при привязывании отрезка к основной магистрали по направлению,
обратному движению детонационной волны.
ДЩ уклады ваю т в деревянные ящики по 10 или 2 0 6 vxt, т. е. по 500 или
1000 м.
Пиротехническое реле КЗДШ-69 предназначено для короткозамедленного
взры вания зарядов ВВ с помощью ДШ , расположенного на поверхности земли
в нсобводненных м естах.
Р еле изготовляю т 10 серий замедления: 10, 20, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175,
200 мс. В ремя замедления обозначено на бумажной трубке. Детонация передается
45 3
вы пуск
СО СЧ
также
0 ^ 0
( s - t r ea) з - a t / e
счI <м13
оо
о со ^
п редусм атри вает
я
я
о
о
О
о"
<N о
О-'п'ея) i- a t f e
Ю
I I
<N<N
Г"- со
К
сЧ
Ю ю
of сч
1 1
СО
сч сГ
00
о
со
со"
ю
—Г
о
сч
со
о
LO
о
©
сч
ю
оо
~1 ю
о
сч _
r-Г со
осо
со ю1
ю
(S Z -6 8 0 6 1ЭОЛ)
Х ар актер и сти ка
о
СЧ*"
сч
3
с£
о(-1
о
<м
<
< CQ
я
0сс3
о
454
сч
соI
о"
e - 8 -tfe
электр о дето н ато р о в
мгновенного
дей стви я
o tfe
Я
3
Ю
С
VQ
03
О-
Оц
ё
я
[—I
я ¥
я 5
S- °
S
я
5>
с;
и
я
оГс
оо
ч
я
о
о
m
о
л
ч
>>
я
*о 15
о
G.
ь* 'iмM
8Я
3
•5 2
5 £
со И
с s
со О
о сх
VQ Я
я
»я
ян
я
Примечания:
1. ЭДВ выдерживают столб воды
электродетонаторов в ЭД-8-ж с жестким креплением мостика
(G X -6806 lO O J)
2 м в течение
н акал и ван и я.
15 мин.
wu-8-tf
со
1
сч
2. ГОСТ 90 89—75
О СО ^
см
со
^6
к
та
X
о
ф
СО
Ч
(Г)
\о
см
tC
к
(Я е;
' к =я
«2
та та
ч- О~ £
J o s '5
§.i. ¥ I со
LO
со1
см
с--
5
CM
действия
w 5
s gн o
и замедленного
—
W ^cocoo
О ©>*
О >o О
О О —
о
— —•v
II f i k o o ' J J i l
lO
O N -O
L. O
CMю
I—
—«O
Ю
CM
coo
II II ю о о
£ § '" 7 2
к
ч(И
кt
я те о
gi г
S з s
о
та
2 о §
юс
см
с-
NNNNNNN
+1 +1 tl II II +1 +1
Ю
о Юо ю О
ЮСМ
о
’—• СО т г со
О- с
о ;
к и
хра­
короткозамедленного
CD
|s!
та
со W -S
о
Е
«£ Iо
СО [—то
Гарантийный
нения ,4 годы
£ ° !
срок
*ж f- >►
:
ЭД
Характеристика
j - 1+ 1+ + |+I+| + И
О Ю СооО О О О о
IC N O | О О О О —-
^ т— 4_
<o
К£
2
та
« о
О
р
2- d
i-s со с;
455
со
Я
ОС
CJ с;
00 Ч
. О
. =г
О) к
^ g-et
g !
« 8
2 §
S s §
я шУ
я
«в
С.5я- о
< 3 Чо
я
-£ § 3 «
Я
2О со
о
:Я И
и ЙОЯ
5 2 5^*
« £ ч
§ « £<м
§= °о «о
р
к2 о
а
Я
я а CJ Я
со ч
5S' О.
а Ч
R. е*
t
« н О
оа; и:
я «о
«у о
. Я
§ «
«£-• 5g
о я
>§*
1=3-Я
о 2
О
еООО
( «« о
Я , Ь со
я О я
- St=t H
оV
Я
О
со
я га Ч
я
я
£-1
о я я
О О >Я
О
о
я с;
с =* я
о S ^
*Я 6-
£
*% Я
s «
2
=.
ов яо 0>
^
=
с
о s I
о
,Ь Ч с . я
■< СП С !=f
электродетонаторов
££
С
1
1*
сч
со f-
я о
§ 5 *4
£ Ь
?о #я
я
° т
3 -1
я
о -•■
о
я
о <
я
= яс. я
о я я
я
я о
ej
т+* я .
со 0со
Я
(- Н я
о Я
:Я
О
»я
<
ГГ
со
я
яо.
н
я
сг;
а о
га
ои о О
и
О о
Я о S
Sн
я
о
о
ч
ю
S.
я *"*
СО
23
я а> §
«5 STf
я Оо
£ О ЭЯ
СО
о о
Я
Pt
со
н
О —1 00 о я
я
со
со
1
00
оо
Я -'Я
я 0* с;
О
цены
~ Я
! ф g
он ян Я
О
о У
5«
Отпускные
CD
яс ое<яо
о
а я
С О г;
«
456
о
о
-X я О
ч я- a
Яо ч
§
5Я
* £Ч-f чх
я *> *с * я.
ФJ*
а Э к й
К £« О
•5 2 f
к мR
я
я
Я
ою
- £
“
я я
и * u«
о 8 S©
sg я 5
я 0Я
ЭЯ я я
%о о 3
о
§5
с- -I a q
о с я §о
я « -. яЛ о о
о Я
оЯ о__ _
Л
4‘ “
Я g
я -5
р*
5s яа л 82
»я
я ^я
со аз о ,s « X
&
§ § s ° О
Я
о й
о£ .W
О О
О
Ч
К
3о Л о §2 О я
CQ я
со
Я
-
vr*
<
с
СП
ОС
и
£
я
СП
со
SСП
X с
5 gу s5
О
—
«
><.
О
го
X
ГО
СП
о
я
5
я Т.
О «*
КЗ ^
я о со
ЭД.
I
1C
00
электропроводов
>
с>о=о
о :1
н яо
о -
о
о
”7
1
о00
н ниже цена зависит от длины
VO
СП
Здесь
_^-1
Ч
Т а б л и ц а
V I I . 34
д ш -в
5,8
6 ,0
5,0
От —28
до -1-50
—32 + 55
От —50 до + 8 0
12
Не менее
24
30 сут на глубине
30 м
6 ,5
6,5
6,5
Гарантийный срок хранения,
годы
1,5
1,5
3,0
О тпускная цена за 1000 м (в таре), руб.
100
140
100
Н аружный диаметр, мм
Термостойкость, °С
Водостойкость, ч
Скорость детонации,
менее)
км/с (не
ДШЭ-12
(ГОСТ
Показатели
6196-68)
ДШ -А
(ГОСТ 61 96—68)
Характеристика детонирую щ их шнуров
в направлении стрелки, показанной на бумажной трубке. Включение реле в сеть
ДШ производится морским узлом или в н акл адку.
При дублировании сети ДШ применяют реле одинакового времени зам е­
дления.
Огнепроводный шнур явл яется средством воспламенения КД. О плетка по­
кры та или пропитана водоизолирующей массой. ОШ применяют на всех видах
работ, кроме шахт» опасных по г а з у или пыли.
В зависимости от материала и хар актер а водоизолирующего покрытия ОШ
изготовляют трех марок: США — асфальтированный; 0111ДА — дваж ды асфаль­
тированный; ОШП — пластикатный (табл. V II.35).
Шнур свертываю т в бухты разного диаметра, которые вкладываю т одна в д р у ­
гую в пачки по 25 б ухт в каж дой. По восемь пачек уклады ваю т в ящ ик. В каж дой
пачке имеется не более пяти бухт, состоящих из нескольких отрезков. В б ухтах
ш нура ОША имеется не более трех отрезков, в б ухтах ш нура ОШДА и ОШП —
не более д в у х отрезков. Отрезки ш нура ОША имеют длину не менее 1,2 м , ш нура
ОШДА и ОШП — не менее 2,5 м. К аж д ая пачка обернута специальной бумагой для
патронирования или подпергаментом и перевязана крест-накрест ш пагатом или
хлопчатобумажной пряж ек.
Средства заж и ган и я ОШ применяют во всех видах взрывных работ, кроме
ш ахт, опасных по г а з у и ныли (табл. VI 1.36).
Электрозаж игатели ЭЗ-ОШ-Б и электрозаж игатсльны е патроны ЭЗП-Б
используют д л я заж и ган и я отрезков ОШ при —40е + 5 0 °С. Они надежно сраба457
Т а б л и ц а V I I . 35
Характеристика огнепроводных шнуров
П оказатели
ОША
ОШДА
ОШП
Теплостойкость, °С
Морозостойкость, °С
Водонепроницаемость,
ч (не менее)
Д иаметр, мм
Длина ш нура в б ух ­
те, м
Время горения * от­
р езка 600 мм, с
Гарантийный
срок
хранения, годы:
все оплетки хлоп­
чатобумажные
имеется
л ьн ян ая
оплетка
Цепа за 1000 бухт, руб.
45
-2 5
1
45
—25
4
50
—35
4
5,3
5,5
5,5
10
10
10
60—70
6 0 -7 0
6 0 —70
1
I
2
5
5
310
394
738
♦ Х арактер горения: равномерное — без затухан и й , без прорывов «'азов через
оболочку (без хлопков) и без воспламенения соприкасаю щ ихся ш нуров.
тывают в группах по 20 шт. при последовательном соединении от постоянного
тока 1 Л ; гарантийный безотказный ток в случае переменного то ка 3 ,5 А. Э лек­
трическое сопротивление 1,6—3,5 Ом, если провода электровоспламенителя имеют
медную ж и л у, и 2,2—4,7 Ом, если имеют стальную ж и л у. Безопасный ток 0,18 А
в течение 5 мин. Гарантийный срок хранения 1,5 года.
Электрозажигательная т рубка ЭЗТ-2 предназначена д л я инициирования
К Д при огневом взрывании в сухи х условиях работ; состоит из медной гильзы,
содержащей электровоспламенитель ОШ; имеет нихромовый мостик накаливания
Таблица
V II.36
Х арактеристика электрозаж игательны х (ЭЗП -Б) и заж и гательн ы х (ЭП-Б)
патронов
Внутренний
диаметр, мм
1—7
16
8— 12
Цена за 1000 патронов
в таре . руб.
Высота,
мм
заж и гател ьн ы х
5 0 —60
136
47
24
—
141
50
13— 19
30
7 0 -8 0
150
53
2D—27
35
80—90
154
57
43
9 0 — 100
160
60
оо
со
1
электрозаж и гатсльн ы х
оо
см
Число вмещ аю ­
щих отрезков
ОШ
,
458
диаметром 3(3 мкм. Соединенные последовательно В группы по 20 шт. электрозажигательные трубки безотказно действуют от постоянного тока 1 А и перемен­
ного тока 2,5 А.
Длина отрезков ОШ 250—650 мм. Электрическое сопротивление 1,6—3,8 Ом.
Безопасный ток 0,18 А в течение 5 мин. Гарантийный срок хранения 1 год. Цена
за 1000 трубок ЭЗТ-2 в таре 140 руб. при длине ОШ 230 мм и 196 руб. при длине
ОШ 630 мм.
Электрозажигатели огнепроводного ш нура ЭЗ-ОШ-Б предназначены для
поджигания отрезка ОШ е сухи х и влаж н ы х местах при взрывании одиночных
зарядов и при небольшом числе разобщенных зарядо в. Применяются т а к ж е для
последовательно взрываемых зарядо в, когда различной длины отрезки ОШ
регулирую т последовательность срабатывания заж и гательн ы х патронов.
Э лектрозаж игатель ЭЗ-ОШ-Б срабаты вает от постоянного тока 1 А и пере­
менного 2,5 А. Д лина электрозаж игателя 51 мм, наружный диаметр 7 ,7 мм.
Упаковываю т по 20—40 шт. в картонные коробки, уклады ваем ы е в деревянные
ящики.
1 2
rVWКXXX
X
АЛКл’л«л^ |ч*\
Рис. V I I .42. П атроны:
а — электро заж н гательн ы й ЭЗП-Б (/ — ги л ьза; 2 — в т у л к а ; 3 — ^лектровоспламенител ь; 4 — состав заж и гательн ы й ; 5 — огнепроводный ш нур); б — заж игательны й ЗПБ
(/ —ги льза; 2 — состав заж и гательн ы й : 3 — огнепроводный шнур ОШДА; 4 — эл ектр о ­
заж и гател ь огнепроводного ш нура ЭЗОП -Б; 5 — ш п агат; 6 — резиновая тр у б ка)
459
Электрозао/сигательные патроны ЭЗП-Б (рис. VI 1.42, а) предназначены
д ля поджигания пучка ОШ в сухих и влажных местах при групповом за ж и га­
нии, когда число заж и гательн ы х трубок не превышает 50 и заряды в забоях
(обычно проходческих) не слишком разобщены.
Зажигательные патроны ЗП-Б (рис. V II.42, 6 ) предназначены д л я поджи­
гания с помощью отрезка ОШ пучка концов ОШ в сухи х и влаж н ы х местах.
Используется т ак ж е в сочетании с электрозаж игателям и ЭЗ^ОШ-Б для последо­
вательного взрывания неограниченною числа зарядо в, начиная с 30, в узки х
кам ерах и л ав ах .
Компанией «Нитро Нобель» вы п ускается неэлектрическая система иницииро­
вания, основным элементом которой явл яется полый пластиковый шнур, наружный
диаметр которого равен 3 мм, а внутренняя поверхность кан ал а покрыта тонким
слоем ВВ. В озбуж даем ая взрывом пистона воздуш ная уд ар н ая волна распростра­
няется по к ан ал у ш нура со скоростью около 2 0 00 м/с, которая воспринимается
к а к вспышка в шнуре. Шнур НОНЭЛЬ не обладает взрывчатыми свойствами, не
возбуждает детонацию ни одного из применяемых видов ВВ и не взры вается от
удара и огня.
Д л я возбуждения детонации зар яд а ВВ шнур НОНЭЛЬ соединяют с соответ­
ствующим детонатором с помощью соединительных деталей в единую систему
инициирования.
Система НОНЭЛЬ вклю чает следующие элементы, считая в порядке распо­
ложения от дна скваж ин ы :
детонатор № 8 (мгновенного или короткозамедленного действия); отрезок
шнура НОНЭЛЬ необходимой длины; детонатор-стартер пониженной мощности;
пластиковый соединительный блок; маркировочный яр л ы к; упаковочный
зажим
При монтаже сети используются т ак ж е соединительные воспламенители для
создания отдельных групп зарядов.
Соединительный воспламенитель не имеет детонатора.
Детонатор системы НОНЭЛЬ вводится в зар яд т ак ж е, к а к электродетонатор.
Конец шнура с детонатором опускаю т в скваж и н у, а остальная часть его, сверну­
т а я бухтой и скрепленная упаковочным зажимом, остается у устья скваж ины и
разм аты вается позднее при монтаже общей взрывной сети.
Выходящие из заряж енн ы х скваж ин концы ш нура НОНЭЛЬ соединяют по­
следовательно (рис. VI 1.43, а, б). Д л я этого конец шнура складываю т вдвое и
петлю вводят в соединительный блок, где она плотно прилегает к детонатору.
Система инициирования монтируется из отдельных герметизированных элементов
и в собранном виде ее можно без всяки х опасений оставлять на длительное
врем я.
Подготовка к взры ву комплекта зарядов заверш ается подключением соеди­
нительного воспламенителя к ш нуру НОНЭЛЬ первого взрываемого зар яда.
Соединительный воспламенитель протягивается до укр ы ти я, и если укры тие
находится на значительном расстоянии от места взры ва, то для перекрытия
этого расстояния можно последовательно соединить несколько воспламенителей.
Соединительный воспламенитель инициируется из укры ти я посредством элек­
тродетонатора, зажигательной трубки или выстрелом из пистолета.
Средства взры вания, поступившие на горные предприятия, проходят ис­
пытания, предусмотренные Едиными правилами безопасности при взрывных
работах [64].
§ 125. И спы тания капсюлей-детонаторов
Наружный осмотр. От каждой поступившей партии вскрываю т не менее д в у х
ящ иков и отбирают не менее 2 0 0 капсюлей-детонаторов.
М еталлические гильзы не должны иметь трещин или раковин, а бумажные
гильзы — отслаиваемой бумаги у д ул ьц а, препятствующей введению ОШ. В н у­
тренняя поверхность металлических и бумажных гильз не долж на иметь следов
засоренности. Кроме того, у капсюлей-детонаторов в бум аж ны х гильзах не должно
быть сколов ВВ у дна гильзы.
460
При наличии названных дефектов всю партию бракую т, составляют рекла­
мационный акт, экземпляр которого высылают заводу-изготовителю. Вопрос о
возможности дальнейшего использования этой партии решается комиссией с уч а­
стием представителя от завода-изготовителя. Отобранные с дефектами капсюлидетонаторы подлеж ат уничтожению в установленном порядке.
Испытание на т ряску производят на специальном приборе, д,ля чего из числа
проверенных при наружном осмотре отбирают 20 детонаторов и уклады ваю т в ко­
робку: 10 дульцами вниз и 10 дульцами вверх. Свободные места заполняют пустыми
гильзами. Подготовленную, коробку с К Д помещают в ящ ик прибора, свободное
место заполняют коробками или картоном.
Испытание на инициирующую способност ь производят подрывом 50 К Д из
числа прошедших наружный осмотр в муф елях на кр угл ы х или квадратных пла­
стинках из прокатанного свинца. При этом К Д помещают вертикально доныш*
ком вниз, а конец огнепроводного шнура (ДШ-А) вводят в отверстие гильзы до
о тказа.
При получении о тказа или неполной детонации испытывают удвоенное
число К Д , результаты испытания являю тся окончательными.
§ 126. И спытания электродетонаторов
Наружный осмотр. От поступившей на базисный склад партии Э Д из
д вух ящ иков и не менее чем из 20 коробок отбирают 200 ЭД, которые подвергают
наруж ном у осмотру.
Проверка электрического сопротивления. При проверке на расходных складах
Э Д помещают в специальное предохранительное (защитное) устройство, чтобы
при взры ве осколки не могли травмировать проверяющего. Защитное устрой­
ство (например, из отрезка стальной трубы, футерованной внутри резиной или
войлоком) предварительно испытывают на прочность и надежность защиты путем
взры ва в нем одного Э Д на полигоне.
Сопротивление Э Д должно соответствовать сопротивлению, указанн ом у на
эти кетках коробок. При получении отклонений сопротивлений от указанн ы х
на этикетках таки е Э Д бракую т, не допускаю т к применению, на них составляю т
рекламационный ак т, экземпляры которого высылают завод\-изготовителю,
вышестоящей хозяйственной организации и институту по безопасности работ.
Проверку ЭД на групповое взрывание на базисных с кл ад ах производят в том
случае, если их хр ан ят свыше гарантийного срока или ж е имеются сомнения в до­
брокачественности ЭД.
В соответствии с ГОСТ 9089—75 из разных ящ иков проверяемой партии от­
бирают 60 электродетонаторов, которые на 3 ч помещают в воду с температурой
46 1
от + 4 ° до + 2 5 °С на глубину 2 м. Затем из зтих электродетонаторов составляют
три последовательные группы по 20 шт. и каж дую воспламеняют постоянным то­
ком -в 1 А. При отсутствии отказов партия испытуемых Э Д признается пригод­
ной для использования, а при появлении д вух отказов или более — бракуется.
Если отказы вает один ЭД, производят повторные испытания, при этом воспла­
меняется 12 групп по 20 Э Д , прошедших замачивание. При отсутствии отказов
партию Э Д можно применять в обводненных местах.
Д л я выяснения возможности применения испытуемых партий Э Д в сухих
местах производят вторую серию испытаний, но без предварительной замочки ЭД.
Если при воспламенении трех групп по 2 0 Э Д отказов не будег или если при отказе
одного Э Д повторное воспламенение шести групп отказов не даст, Э Д испытуе­
мой партии можно применять в сух и х м естах. Если ж е при повторном испытании
появится хотя бы один о тказ, партия Э Д бракуется.
Если при воспламенении трех групп Э Д , подвергшихся замочке, о ткаж ет один
Э Д и это произойдет не по причине его промокания, испытуемую партию нельзя
применять в шахтах* опасных по г а з у или пыли. При испытании Э Д на группо­
вое взрывание в качестве источника тока используют аккум улятор н ую батарею
емкостью не менее 20 А -ч .
§ 127. И спытание огнепроводного шнура
Наружный осмотр. От каж дой поступившей партии вскрываю т не менее од­
ного ящ ика, в котором для всех б ухт ОШ наружным осмотром устанавливаю т
наличие переломов, трещин в оболочке, разлохмачивания концов, следов подмочкк и прочих дефектов. При обнаружении этих дефектов всю партию бра­
кую т, составляю т рекламационный ак т, который высылают заводу-изготовителю, в институт по безопасности работ. Все бухты ш нура с дефектами бра­
кую т и уничтожают.
Из прошедших наружный осмотр отбирают 2 % б ухт, которые подвергают
другим видам испытаний.
Испытание на водостойкость. ОШ испытывают по всем показателям только
после вы держ ивания его в воде: ОША — в течение 1 ч, ОШДА и ОШП — в те­
чение 4 ч на глубине 1 м, причем концы б ухт ш нура ОШП заделы ваю т водоустой­
чивой мастикой. Ш нур, давший хоть одно затухани е после зам ачивания в воде,
допускается только д л я работ в сухи х забоях.
Испытание на скорост ь , полноту и равномерность горения. Отобранные для
испытаний бухты ш нура разматываю т и от каждой бухты с одного конца отре­
зают 5 см, затем отрезают отрезок длиной 60 см. Подготовленные отрезки шнура
зажигаю т и устанавливаю т время горения каж дого отрезка. Скорость горения
ОШ длиной 60 см долж на быть не менее 60 с и не более 70 с. ОШ, давший хотя бы
одно затухани е, а т ак ж е большее или меньшее время горения, бракую т.
Оставшиеся от испытания на скорость горения бухты ш нура разматываю т на
площадке и поджигаю т. Шнур должен гореть равномерно, без хлопков и проры­
вов пучка искр через оболочку, а т ак ж е без затухан и я горения пороховой сердце­
вины и воспламенения оболочки. Если отмечено хотя бьт одно затухани е или д р у ­
гие указанные выше дефекты, то партию подвергают вторичному испытанию с у д ­
военным количеством ш нура. При обнаружении указан н ы х дефектов всю партию
бракуют, составляю т рекламационный акт, который высылают заводу-изготовитслю, в институт по безопасности работ. Вопрос о дальнейшем его применении ре­
ш ает комиссия с участием представителя завода-изготовителя.
Испытание на теплостойкость проводят выдерживанием в течение 2 ч в тер­
мостате б ухт ш нура ОША и ОШДА при температуре + 4 5 ± 1 °, а ш нура ОШП —
при —50 + 1 °С. После извлечения из термостата бухты OILI выдерживаю т от 20
до 25 мин при 20 ± 5°, после чего витки шнура в бухте отделяют один от другого.
Слипание витков ш нура в бухте и нарушение оболочки ш нура не доп ускаю тся.
Испытание на морозостойкость проводят выдерживанием в течение 1 ч в тер­
мостате б ухт ш нура ОША и ОШДА при —25 ± 2 °С, а тинура ОШП — при
—35 ± 2 С. После извлечения из термостата ОШ каж дой бухты перегибают
в трех местах полным оборотом во кр уг деревянного стерж ня диаметром 75 ±
462
zt 2 мм для ш нура ОША и ОШДА и диаметром 25 ± 2 мм для ш нура ОШП.
На ш нуре не должно быть видимых трещин и внутренних переломов.
Испытание на водонепроницаемость проводят выдерживанием в воде на г л у ­
бине 1 м бухт ш нура ОША в течение 1 ч, а б ухт ш нура ОШДА и ОШП в течение
4 ч (при температуре воды ст 15 до 20°). Концы ОШ марки ОШП выводят на по­
верхность воды. Не позднее чем через 4 ч после извлечения из воды ОШ испыты­
вают на полноту горения.
Диаметр ш нура проверяют в трех местах по длине ш нура в каж дой бухте
с точностью измерения не менее 0 , 1 мм, длину — с точностью не менее 10 мм.
Д л я проверки времени горения от каж дой бухты отрезают пять отрезков
ш нура по 600 ± 3 мм каж ды й. Предварительно с обоих концов каждой бухты от­
резают и удаляю т не менее 50 мм ш нура. Испытываемые отрезки ш нура сж и­
гают, изм еряя время горения до 1 с.
При проведении испытаний фиксируют фактическое атмосферное давление.
Из полученных данных отбирают предельные значения времени горения отрез­
ков ОШ и вычисляют время горения, приведенное к нормальному атмосферному
давлению.
»
Перед испытанием на полноту и хар актер горения с обоих концов каж дой
бухты отрезают не менее 50 мм ш нура.
Из числа отобранных для испытаний 10 б ух т испытывают на яевоспламененис
соприкасающихся шнуров. Испытания проводят на ровной площадке с укреплен­
ными на ней рядами металлических стержней диаметром 25 Чг 1 мм по 20 стер ж ­
ней в каж дом р яд у. Расстояние м еж ду стержнями в р яду 460—470 мм, м еж ду
рядами — не менее 100 мм.
Шнуры каж дой бухты разматывают, попарно связы ваю т с одной стороны хлоп­
чатобумажной пряж ей (на расстоянии 70— 100 см от концов шнуров) и заправляю т
со слабым натяж ением на стержни каж дого ряда. Д о п ускается связы вать свобод­
ные концы ш нуров, заправленных в стержни. Огнепроводные шнуры каж дого
ряда при пересечении должны соприкасаться. Концы ш нуров разведены в стороны
во избежание передачи огня от горящ его ш нура к негорящ ему.
В каждом р яду один из ш нуров поджигаю т. Заж ж енны е шнуры должны пол­
ностью сгорать, а соприкасающиеся не должны заго р аться.
Испытываемые на полноту и характер горения бухты шнура разматывают,
раскладываю т на ровной поверхности, чтобы шпуры не соприкасались, и под­
жигаю т. ОШ должны сгореть полностью.
§ 128. Испытание средств
электрического з а ж и га н и я огнепроводного шнура
Э лектрозаж игательные трубки и патроны, а т ак ж е злектрозажигатели мо­
жно воспламенять по одному и в груп п ах. При этом в одну группу можно вклю ­
чать и разнотипные заж и гатели, например ЭЗТ-2 и ЭЗ-ОШ-Б. Э лектрозаж игатели воспламеняю т по тем ж е схемам и теми ж е приборами взрывания, которые
применяют для воспламенения электродетонаторов.
§ 129. Испытание детонирую щ его шнура
Наружный, осмотр. От каж дой партии, поступившей на склад, вскрываю т
один ящ ик, в котором во всех б ухтах ДШ устанавливаю т наличие или отсутствие
дефектов: нарушение целостности оболочки, переломы, утонение или утолще­
ние. Если при осмотре число б ухт с дефектами со ставляет более 10 % — всю
партию ДШ бракую т.
Испытание на безот казное взрывание по установленным схемам. От трех
бухт отрезают 'по пять отрезков длиной 1 м, а оставш иеся 45 м разматываю т и
уклады ваю т в качестве магистральной линии. К каж дой из трех магистральных
линий присоединяют на некоторых расстояниях отрезки ДПГи располагают в на­
правлении по ходу детонации ш нура. Присоединение отрезков к магистральной
линии должно быть таким , какое применяют на данных взрывных работах. При
463
соединении отрезков вн акл адку конец шнура должен плотно прилегать к м аги­
страли на длину 10 см; отрезки скрепляют и обматывают изоляционной лентой
или шпагатом.
Концы магистральных линий ДШ , если б ухта состоит из отдельных куско в,
соединяют м еж ду собой последовательно вн акл адку. К одному из концов м аги­
страли подсоединяют Э Д или заж игательную тр уб ку и с расстояния не менее 50 м
производят взрывание. ДШ , давший при взрыве по трем схемам более одного
отказа на магистрали или более д вух отказов по детонации в подсоединенных
пяти отрезках, бракую т.
Если ДШ применяют в обводненных усло ви ях, то испытание на безотказность
взрывания производят после замачивания шнура в воде. Замачивание производят
на глубине 1 м. Если шнур применяют в мокрых условиях, то замачиваю т в те­
чение 1 ч, для работ в воде — 4 ч. Д л я испытания ДШ на водонепроницаемость
используют отрезок длиной 5 м. Концы отрезка перед погружением его в воду
герметизируются изолирующей мастикой. После выдерж ки в воде отрезок ш нура
вьпимаю т и разрезаю т на пять равных частей, затем связы ваю т их один с другим
в едну линию морскими узлам и. Соединенный таким образом шнур испытывают
на безотказность взры вания. При этом шнур должен детонировать пол­
ностью.
Если концы шнура не выдерживают испытания на водонепроницаемость,
его дополнительно испытывают на безотказность взрывания без замачивания и
в случае положительных результатов данную партию допускаю т д л я сухих
условий работ.
Испытание на эластичность производят на 10 отрезках длиной I м каж дый.
Перед испытанием по пять отрезков ш нура выдерживают в течение 2 ч:
шнура ДШ-Л и ДШ -Б при температурах —28 ± 3 °С и - г 5 0 ± 3 ° С , шнура
ДШ-А н ДШ -Б при температурах —35 ± 3 °С и -| 55 ± 3 "С. После этого каждый
отрезок ш нура подвергают в трех местах четырехкратному перегибу на стержне
диаметром 5 мм под углом 90° попеременно в обе стороны; высыпание тэна и вы ­
ступление внутренних оплеток в местах перегиба не доп ускается.
После испытания на эластичность отрезки ш нура связы ваю т и подрывают
электродетонатором или капсюлем-детонатором — шнур должен полностью дето­
нировать.
Испытание на прочность производят от каждой пятой партии на разрывной
машине путем закрепления отрезка ш нура в заж и м ах с расстоянием м еж ду ними
150—200 мм. При постепенном и плавном нагружении до 50 даН шнур не должен
обрываться. После окончания испытания шнур обрезают вблизи зажимов и испы­
тывают на полноту детонации, он должен полностью детонировать.
Испытание на температуроустойчивость при нагревании проводят на пяти­
метровом отрезке ш пура, который свернут в б ухту диаметром 150—300 мм, и
выдерживают в течение б ч: при температуре 50 ± 3 °С д л я ДШ -Л и ДШ -Б, при
температуре + 5 5 ± 3°С для ДШ -В. Шнур вынимают, осматривают, чтобы у ста­
новить, нет ли оплавления изолирующего покрытия, разрезаю т на пять частей и
подрывают детонатором, причем шнур должен полностью детонировать.
Испытание на температуроустойчивость при охлаждении проводят на от­
резках разной длины с выдержкой 2 ч: при температуре —28 ± 3 °С для шнура
ДШ-А и ДШ -Б, при температуре —35 ± 3 °С — д л я ш нура ДШ -В. После этого
шнур немедленно проверяют на эластичность, св язы в ая его морским узлом; при
подрыве электродетонатором детонация должна быть полной.
Испытание на водонепроницаемость. Концы отрезков ш нура длиной 5 м изо­
лируют д л я шнура ДШ-Л и ДШ -Б парафином или водоизолирующей мастикой,
а на концы ш нура ДШ -В надевают металлические колпачки. Затем отрезок ш нура,
свернутый в спираль, погруж аю т в воду с температурой производственного поме­
щения та к , чтобы концы его находились над поверхностью воды. Глубина п о гру­
жения и время вы держ ки: д л я ш нура ДШ-А — 0,5 м — 12 ч, для шпура ДШ-Б —
0,5 м — 24 ч, д л я ш пура ДШ -В — 1,0 м — 24 ч. После выдержки в воде отрезок
разрезают на пять равных частей, связываю т по схеме и подрывают, шнур дол­
жен детонировать полностью.
Испытание на водонепроницаемость образцов, прошедших испытание па температуроустойчивость, проводят от каждой пятой партии.
46 4
Определение скорости детонации проводят от каждой партии одновременным
подрывом д вух отрезков шнура длиной по 1250 мм, причем один отрезок — от
испытуемой партии, а другей — контрольный — имеет определенную скорость
детонации. Н а расстоянии 25—30 мм от среза шнура на каж дом из отрезков делают
отметку. От первой отметки отмеривают 1000 мм и делают вторую отметку. Затем
оба отрезка укрепляю т на езинцовой пластинке так , чтобы вторые отметки на
шнуре точно совпадали с риской, делящей пластинку на равные части. Противо­
положные концы ш нура подвязывают к детонатору так, чтобы дно его совпадало
с отметками на шнуре.
После подрыва ш нура на центральной пластинке измеряют расстояние от
центральной риски до места встречи детонационных волн. Скорость детона­
ции (м/с)
Dx = Dlx/l,
где D — скорость детонации контрольного образца ш нура, м/с; 1х — длина от­
резка испытуемого шнура от первой отметки до места встречи детонационной
волны (выбоина на пластинке) мм; I — длина отрезка контрольного образца шнура
от первой отметки до выбоины, мм.
Если I — (1000 + а), то 1Х= (1000 — а), где а — расстояние от средней ли­
нии до выбоины на свинцовой пластинке, определяющей место встречи детонацион­
ной волны, мм.
И нициирующую способност ь проверяют на двухметровом отрезке, взятом от
каждой партии: производят два определения подрывом 2 0 0 -граммовой троти­
ловой шашки в бумажной оболочке, причем шнур прикрепляю т к шашке нитками
или шпагатом. Концы ш нура вставляю т в гнездо до упора. Шнур и ш аш ку подры­
вают детонатором, при этом ш ашка долж на детонировать полностью.
Партию ш нура ДШ-А при получении неудовлетворительных результатов
хотя бы по одной из схем повторно испытывают с удвоенным количеством образ­
цов, в случае нового о тказа шнур б р акуется. Партию ДШ-Б и ДШ -В в случае
отказа или неполной детонации по одной их схем бракую т.
§ 130. Испытание пиротехнического реле КЗДШ-69
на безотказность д ей ств и я и врем я зам едлени я
При испытании с помощью д вух параллельно соединенных миллисекундо­
меров В-521 датчиками с л уж ат две петли из звонкового провода, закр еп ­
ленные на отрезках ДШ пиротехнического реле. При взры ве К Д и первого
отрезка детонирующего ш нура (ДШ-1) обрывается петля, вследствие чего подается
импульс на первый вход миллисекуидомера, этим самым производится его з а ­
пуск.
Одновременно от взрыва первого отрезка ДШ воспламеняется замедляющий
состав в электродетонаторе короткозамедленного действия и второй отрезок д е­
тонирующего ш пура (ДШ -2), при этом обрывается петля, в результате чего по­
дается импульс на второй вход миллисекундомера и происходит его остановка.
Время замедления отсчитывают по ш калам, где стрелки фиксируют время от мо­
мента зап уск а до остановки миллисекундомера.
При испытании с помощью шлейфового осциллографа и акустического д ат­
чика время замедления пиротехнического реле определяют с применением а к у ­
стического датчика. Этот метсд по сравнению с методом «петли» более прост.
В акустическом датчике давление воздушной волны взрыва преобразуется в эл ек ­
трический ток (импульс), который проходит по проводам в виде всплеска. Им­
пульс должен иметь резкий передний фронт и быстрое затухан и е. Величина и
четкость записи всплеска па осциллограмме и стснень затухан и я колебаний,
Шлейфа осциллографа регулирую тся шунтирующим приспособлением.
Р еле м огут испытываться по одному и группами. Группу реле располагаю т
металлической плитке так , чтобы все реле находились на одинаковом расстоя­
нии от датчика и прохождение воздушной волны от реле к датчи ку не встречало
С()противления.
465
ГЬ схеме ПЭУ Союзвзрывпрома датчик подвешивают на столбе на высоте
около 0,5 м от поверхности земли. Пиротехнические реле уклады ваю т на м еталли­
ческой плите, лежащ ей на земле на расстоянии 120 см от датчика.
Д л я удобства подсчета расстояние м еж ду марками времени на осциллограмме
должны соответствовать времени 2 мс. Время замедления определяют подсчетом
на осциллограмме числа отметок времени м еж ду всплесками.
Начало и конец отсчета
/ = я7\
где п — число отметок времени; Т — длительность отметки времени.
ГЛАВА 6
ОРГАНИЗАЦИЯ
ПРОВЕДЕНИЯ
МАССОВОГО ВЗРЫВА [47]
Значительные количества одновременно взрываемых ВВ при массовых взры ­
вах в подземных вы работках предъявляю т повышенные требования к обеспече­
нию безопасности работ. Безопасность рабст обеспечивается комплексом меро­
приятий.
§ 131. Д окументация
Подготовка массовых взрывов при отбойке, отрезке и подсечке рудного м ас­
сива, а т а к ж е при подэтажном обрушении блоков и меж дукам ерны х целиков осу­
щ ествляется по:
техническому проекту проведения массовых взрывов на предприятии;
диспозиции * , определяющей организацию работ по доставке В В , зар яд ке
и проведению массового взры ва.
При обрушении потолочин, отбойке блоков и разрушении м еж дукам ерны х
целиков на полную высоту э т аж а, а т а к ж е три ликвидации пустот составляется
специальный проект на каж ды й взрыв.
Проекты составляю тся на основе: утвержденного проекта разработки место­
рождения; технической и маркшейдерской документации; правил безопасности
и местных инструкций по безопасности работ, а т а к ж е опыта взры вания в анало­
гичных условиях.
Проекты утверж даю тся главным инженером производственного объединения
(комбината, рудоуправления) и вво дятся в действие приказом руководителя со­
ответствующей хозяйственной организации.
В типовом проекте приводятся: горнотехническая характеристика отрабаты­
ваемого блока (панели); параметры расположения скваж и н (кам ер, ш пуров);
способы и схемы взры вания; конструкция зарядов и тип В В ; диаметр скваж и н ;
расчетные показатели взры ва; методика расчета электровзрывной сети и времени
проветривания; расчеты зар ядо в В В ; методика расчета сейсмически безопасных
расстояний д л я инженерных сооружений к горных выработок; мероприятия по
вопросам техники безопасности. Д л я руководства работами при подготовке и
производстве массового взры ва назначается ответственный за взрыв.
В технический расчет массового взры ва, кроме расчетных параметров, вклю ­
чается т а к ж е распорядок проведения взрыва (порядок, сроки выполнения и от­
ветственные лица за доставку ВМ, заряж ан и е, монтаж и проверку взрывной сети,
проветривание после массового взры ва, расстановку постов и др.).
Специальный проект массового взрыва должен иметь следующие разделы:
горнотехническая характеристика района взры ва; расчетные показатели м ас­
сового взры ва; организационно-технические мероприятия по подготовке и про­
ведению массового взры ва.
К проекту должны быть приложены графический материал и «Диспозиция
проведения массового взры ва», в которой предусматриваю тся: к р у г обязанностей
* Принято по терминологии предприятий цветной м еталлурги и .
466
и персональная ответственнссть должностных лиц, участвующ их в подготовке
и проведении взрыва; сроки осуществления работ и порядок их прекращ ения;
порядок отвода рабочих за пределы опасной зоны и доп уска их после взрыва.
В частности, в этом документе указы ваю тся:
дата и время производства взрыва;
должность и фамилия ответственного руководителя взрыва (главного ин­
женера рудника или его заместителя) и технического руководителя взры ва (глав­
ного инженера ш ахты) или его заместителя (начальника участка);
место нахождения ответственного руководителя перед производством и в мо­
мент взры ва;
лица надзора, ответственные за доставку ВМ и заряж ан и е скваж ин ;
порядок охраны ВМ при доставке, хранении их на месте работы и за р я ж а ­
нии;
старшие взрывники по заряж анию и у к л ад к е боевиков;
начало и окончание работ по заряж анию и монтаж у взрывной сети;
взрывники и ИТР д л я монтажа взрывной сети;
опасная зона в ш ахте на зремя зар яж ан и я, монтаж а взрывной сети и взрыва;
лица, ответственные за вывод людей из подземных выработок и поверхност­
ных сооружений, входящ их в опасную зону, а т а к ж е за выставление постов ох*
рапы на поверхности;
местонахождение постов охраны и порядок их выставления;
срок и порядок вывода людей из опасной зоны, а т а к ж е их доп уска после
взры ва;
срок и ответственный за вывоз остатков ВМ.
Не позднее чем за двое суток до массового взры ва ставятся в известность об
этом местные органы Госгортехнадзора СССР.
§ 132. Подготовка блока к массовому взры ву
Перед подготовкой блока к массовому взры ву должны быть полностью окон­
чены предусмотренные проектом отработки блока подготовительные и нарезные
работы, отрегулирована в соответствии с проектом схема вентиляции, разбурены
м еж дукам ерны е целики, отбита и выпущена руда из компенсационных камер.
Непосредственная подготовка блока к взрыванию заклю чается в составле­
нии проекта массового взры ва, контрольном промере всех пробуренных, подле­
жащ их взры ву скваж и н , их очистке, проверке и доведении до проектных размеров
(если обн аруж атся отступления) пройденных выработок, очистке вентиляцион­
ных путей.
В этот период выбирают и оборудуют пути доставки ВМ к местам зарядки,
прокладываю т (при необходимости) дополнительные железнодорожные пути,
освещают и очищают выработки, по которым б удут доставляться В В, оборудуют
для подъема (сп уска) ВВ восстающие выработки, очищают места зарядки.
З а врем я подготовки круг:ныл массовых взрывов в отдельных сл уч аях часть
пробуренных скваж ин теряется, выходит из строя. Д л я уточнения фактических
глубин, определения числа нарушений и их хар актер а перед массовым взрывом
проводят контрольный промер пробуренных скважин. Р езультаты промера исполь­
зую т д л я корректирования количества В В , подлежащего размещению в скваж и ­
нах.
Контрольный промер осущ ествляю т специально выделенные люди под руко­
водством лица горного надзора уч астка или работника маркш ейдерского отдела.
Д анны е о фактических глубинах скваж ин зан о сят в специальный ж ур н ал
и сопоставляю т с проектными, занесенными в этот ж ур н ал ранее. У аварийных
скваж ин отмечают хар актер наруш ения: провал, вы вал, смещение, за вал и т. д.
Промер восходящих скваж ин ведут свинчивающимися деревянными штан­
гами с расширением на конце, а нисходящих обычной мерной лентой с грузом.
После окончания контрольного промера приступают к очистке и восстанов­
лению нарушенных, скважин с помощью металлических и дсревяннь:х свинчиваю­
щ ихся ш танг, ж елонок, шпекообразных ш танг, а иногда (особо ответственных
екваж ин) и с помощью буровых станков.
467
При очистке скваж ин вручную на первой от работающего штанге необхо­
димо иметь защитный колп ак, предохраняющий руки от ударов выпадающих
кусков породы.
Категорически запрещ ает ся вести какие-либо работы по очистке и восстанов­
лению нарушенных скважин после начала их заряо/сания.
Очистка вентиляционных путей ведется с помощью скреперных установок,
погрузочных машин или вручную.
Особое внимание удел яется состоянию путей доставки ВМ. Д л я этого назна­
чается специальная комиссия во гл аве с главным инженером рудника (шахты)
или его заместителем, которая проверяет состояние путей доставки ВМ к местам
зарядки и намечает меры но их соответствующему оборудованию, очистке и осве­
щению. Восстающие выработки, служ ащ и е для подъема (сп уска) ВМ, оборудуют
подъемными пневматическими лебедками с д вум я тормозными устройствами
(в том числе одно механическое, независящее от наличия сж атого воздуха).
Подъем (спуск) ВМ производят в заводской таре или бумажной обертке, но обя­
зательно в контейнерах или других прицепных сосудах, которые крепят к подъ­
емному кан ату способом (лучше всего с помощью карабинов), исключающим само­
произвольное отцепление при сильном натяжении или напуске кан ата, при з а ­
стревании сосуда и т. п. Д л я обеспечения непрерывности процесса зар яж ан и я
необходимо иметь не менее трех контейнеров.
Во время подготовки блока к взры ву проводят работы по защите горных выра­
боток , оборудования и коммуникаций от разрушительного действия взрывной и
сейсмической воли, по изоляции района взрыва от блуждающих токов и другие
мероприятия, предусмотренные «Проектом» и «Диспозицией» взры ва.
Борта, кровлю всех камер, где б удут производить з а р я д к у , тщ ательно осма­
тривают и обирают от «заколов», опасные места укрепляю т. Д л я удобства зарядки
в высоких кам ерах или там, где произошло отслоение кровли, сооружаю т «козлы»,
на которых оборудуют переносные полки.
К окончанию подготовки блока к зарядке по камерам разносятся пробки,
зарядчики, ш танги, парашюты.
Д о ставку ВМ в район массового взрыва разреш ается производить только
после проверки специальной комиссией, назначенной главным инженером шахты
(рудника), готовности блока (панели) к производству массового взры ва и оформ­
ления результатов проверки актом.
§ 133. Допуск людей к д о став к е ВВ и за р я д к е скваж ин
При массовых взры вах все работы по м онтаж у взрывной сети должны вы ­
полнять взрывники. Д л я доставки В В , а так ж е зао яж ан и я скваж и н , камер и
т. д. разреш ается привлекать специально обученных и проинструктированных
рабочих. Работа этих лиц может производиться только совместно с взрывниками
под их надзором. Списки рабочих, выделенных согласно диспозиции в помощь
взрь:вникам, передаются коменданту взрыва. Затем заместитель главного инж е­
нера по технике безопасности или другой работник отдела техники безопасности
проводит с рабочими специальный инструктаж по правилам обращения с ВВ,
их переноски и зар яд ки , включающий ознакомление с методами за р яж ан и я с к в а ­
жин (камер и т. д .), свойствами В В; особо обращают внимание на вопросы очистки
скваж ин, опасности применения при зарядке металлических предметов, могущ их
вызвать искру, ликвидации пробок из застрявш их патронов. Обращ ается вни­
мание на свойства ДШ и Э Д , возможности и последствия перетирания проводов
ЭД и нитей ДШ, правильное расположение их в скваж ин е. У казы вается на не­
обходимость установки пробок в вертикальных и наклонных скваж и н ах , р азъ яс­
няются правила пользования пневмозарядчиками и д р уги е меры безопасности.
Обязательно присутствующий на инструктаж е ответственный руководи­
тель, в чьем подчинении б удут работать инструктируемые рабочие, объясняет,
что предстоит сделать за смену, в каком районе б удут работать люди, где нахо­
дятся постовые, охраняющие опасную зону, и каковы ее границы. Одновременно
рабсчих зн аком ят с пропускной системой. Затем рабочие расписываются за про­
веденный и н стр уктаж , работник отдела техники безопасности (ответственный
46 8
за проведение и н структаж а) Еизирует этот список, после чего комендант взрыва
отдает распоряжение о выдаче им пропусков. Проведение инструктаж а должно
быть отражено в ж ур н ал е по учету прохождения и н структаж а по технике без­
опасности.
Работами по доставке ВВ от базисного с кл ад а до мест зарядки руководит
ответственный за д о ставку, обычно заместитель или помощник главного инже­
нера. На каж дый участок доставки ВВ (базисный склад, приемная площадка
ствола, околоствольный двор, приемная площ адка блока, камеры) назначаются
специальные ответственные лица из числа инженерно-технических работников и
учетчик, в обязанность которого входит учет поступивших и отгруженных ВВ.
Учетчики следят т а к ж е за правильным разносом ВВ по местам зарядки (камерам).
Общим руководителем учета по всем местам перегрузки ВВ и доставки его к местам
зарядки назначается инженерно-технический работник из числа главных специа­
листов рудника (ш ахты).
От базисного с кл ад а до приемной площадки ствола ВВ перевозится в автомо­
билях, специально оборудованных с отметкой в путевом листе: «Годен для пере­
возки В В ». Территория у ствсла ш ахты, где расположена приемная площадка и
ведется р а згр узк а В В , должна о хран яться.
По стволу шахты ящики и мешки с ВВ опускаю т в обычных или специальных
вагонетках. Д о п ускается размещать ВВ на полу клети. Ящ ики (мешки) должны
занимать не более 2/3 высоты клети, но не выше ее двери, а при размещении в ва­
гонетках — не вы ступ ать выше их бортов.
Д л я доставки ВВ по подземным выработкам выделяю тся специально про­
инструктированные поездные бригады. Электровоз и состав вагонеток, в которых
должны транспортироваться В В, предварительно осматриваются механиком внутришахтного транспорта на пригодность их к перевозке ВВ и делается запись
в книгах осмотра и ремонта электровозов и вагонов.
Работами по зар яд к е руководит, к ак правило, начальник взрыва или его
сменные помощники. В каждой камере, буровой выработке, подсечке и т. п.,
где идет за р яд к а скваж ин или у к л ад к а камерных зарядо в, назначается ответствен­
ный за за р я д к у из числа опытных инженерно-технических работников.
Д л я зарядки восходящих скваж ин назначается звено, состоящее из взры в­
ника и двух-трех проинструктированных рабочих. При за р яд к е с использова­
нием пневмозарядчика в состав звена входят взрывник и один-два рабочих (в за ­
висимости от глубины заряж аем ы х скваж и н ). При зар яд ке нисходящих скваж ин
звену из трех человек, вклю чая одного взры вника, отводится серия скваж ин .
Ответственный за за р я д к у по кам ере постоянно контролирует правильность и
качество зарядки . Особое внимание обращ ается на правильную , определенную
проектом очередность установки боевиков с ЭД. Д л я контроля и руководства
у каж дого ответственного долж на быть выкопировка из проекта взрыва с у к а з а ­
нием расположения скваж ин на данном участке, глубины скваж ин и очередности
взры вания.
Все лица, участвующие в производстве взр ы ва, кроме вспомогательных ра­
бочих, пофамильно указы ваю тся в «Диспозиции проведения взрыва», где такж е
отмечается численность работающих, постоянное место их работы (номер участка),
фамилия и должность ответственного руководителя.
Старшим руководителем является начальник взрыва или ответственный за
его проведение. Ни один вышестоящий руководитель не имеет пргва отменить
или изменить распоряжение начальника взры ва, не освободив его от исполнения
обязанности письменным приказом. Н ачальник взры ва назначается из числа
Руководителей рудника — обычно это главный инженер или его первый заме­
ститель.
При производстве массового взрыва в сложных усло ви ях, когда приходится
заниматься вопросами эвакуаци и населения районов, попавших в опасную по
сейсмическому воздействию зону, в ряде случ аев обязанности ответственного за
проведение взры ва принимает на себя начальник рудника.
Ответственный за проведение взры ва и комендант взр ы ва заранее извещают
Руководителей предприятий, смежных рудников (ш ахт), вспомогательных цен­
тров, работники которых м огут находиться в опасной зоне в подземных выработ­
ках или на поверхности. В извещении, направляемом на основании соответствую 469
щего приказа по комбинату (рудн и ку), указанны е руководители обязываю тся
вывести работающих из подземных выработок и опасных зон на поверхность и
подать коменданту об этом письменный рапорт. При необходимости вывода ж и­
телей из опасной зоны заран ее должно быть направлено извещение в районный
исполнительный комитет Совета народных депутатов с указани ем времени взрыва,
домов, входящих в опасную зон у, и времени, на которое жители должны быть
выведены за пределы опасной зоны.
Ответственным за вывод жителей из опасной зоны назначается специальный
работник рудника, который выполняет свои обязанности при содействии органов
милиции.
При относительно небольших массовых взр ы вах, не требующих вывода
всех людей из подземных выработок, начальником взры ва назначается началь­
ник уч астка или его заместитель.
Одним из основных руководителей взрыва явл яе тс
