Во всем мире есть подземные шахты, представляющие собой калейдоскоп методов и оборудования. Существует около 650 подземных рудников, годовая добыча каждой из которых превышает 150,000 90 тонн, что составляет 6,000% добычи руды в западном мире. Кроме того, по оценкам, существует 150,000 XNUMX небольших шахт, каждая из которых производит менее XNUMX XNUMX тонн. Каждый рудник уникален рабочим местом, установками и подземными выработками, определяемыми видами ископаемых полезных ископаемых, местоположением и геологическими формациями, а также такими экономическими соображениями, как рынок сбыта конкретного полезного ископаемого и наличие средств для инвестиций. Некоторые шахты непрерывно работают уже более века, а другие только запускаются.

Шахты представляют собой опасные места, где большая часть работ связана с тяжелым трудом. Опасности, с которыми сталкиваются рабочие, варьируются от таких катастроф, как обвалы, взрывы и пожары, до несчастных случаев, воздействия пыли, шума, жары и многого другого. Защита здоровья и безопасности рабочих является одним из основных соображений при надлежащем ведении горных работ и в большинстве стран требуется законами и правилами.

Подземная шахта

Подземный рудник — это фабрика, расположенная в скале внутри земли, на которой горняки работают над добычей полезных ископаемых, скрытых в горной массе. Они бурят, заряжают и взрывают, чтобы получить доступ и извлечь руду, т. е. горную породу, содержащую смесь минералов, по крайней мере один из которых может быть переработан в продукт, который можно продать с прибылью. Руда вывозится на поверхность для переработки в высококачественный концентрат.

Работа внутри массива горных пород глубоко под поверхностью требует специальной инфраструктуры: сети шахт, туннелей и камер, соединяющихся с поверхностью и позволяющих перемещать рабочих, машины и породу внутри шахты. Ствол – это выход в подземелье, где боковые штреки соединяют шахтную станцию ​​с производственными забоями. Внутренний пандус представляет собой наклонный штрек, соединяющий подземные уровни на разных отметках (т. е. глубинах). Все подземные отверстия нуждаются в таких услугах, как вытяжная вентиляция и приток свежего воздуха, электроэнергия, вода и сжатый воздух, канализация и насосы для сбора просачивающихся грунтовых вод, а также система связи.

Подъемные установки и системы

Копор представляет собой высокое здание, которое идентифицирует шахту на поверхности. Он стоит прямо над стволом, главной артерией шахты, по которой горняки входят и покидают свои рабочие места, по которой спускаются припасы и оборудование, а руда и отходы поднимаются на поверхность. Шахтные и подъемные установки различаются в зависимости от потребности в мощности, глубине и т. д. Каждая шахта должна иметь не менее двух стволов, чтобы обеспечить альтернативный путь эвакуации в случае чрезвычайной ситуации.

Подъем и перемещение вала регулируются строгими правилами. Подъемное оборудование (например, подъемная машина, тормоза и канат) спроектировано с достаточным запасом прочности и регулярно проверяется. Внутреннее пространство шахты регулярно осматривают люди, стоящие над клетью, а кнопки остановки на всех станциях приводят в действие аварийный тормоз.

Ворота перед шахтой загораживают проходы, когда клетки нет на станции. Когда клетка прибывает и полностью останавливается, сигнал разрешает открытие ворот. После того, как горняки вошли в клеть и закрыли ворота, другой сигнал освобождает клеть для движения вверх или вниз по стволу. Практика различается: сигнальные команды могут отдаваться оператором клети или, следуя инструкциям, размещенным на каждой шахтной станции, горняки могут сигнализировать о назначении шахты для себя. Горняки, как правило, хорошо осведомлены о потенциальных опасностях при движении по шахте и подъеме, и несчастные случаи случаются редко.

Алмазное бурение

Месторождение полезных ископаемых внутри породы должно быть нанесено на карту до начала добычи. Необходимо знать, где находится рудное тело, и определить его ширину, длину и глубину, чтобы получить трехмерное представление о месторождении.

Алмазное бурение используется для исследования массива горных пород. Бурение может производиться с поверхности или из штрека в подземной выработке. Буровое долото, усыпанное мелкими алмазами, вырезает цилиндрический керн, который захватывается в цепочке труб, следующих за долотом. Ядро извлечено и проанализировано, чтобы выяснить, что находится в скале. Образцы керна проверяются, а минерализованные части расщепляются и анализируются на содержание металлов. Для обнаружения месторождений полезных ископаемых требуются обширные программы бурения; скважины бурятся как с горизонтальными, так и с вертикальными интервалами для определения размеров рудного тела (см. рисунок 1).

Рисунок 1. Схема бурения, рудник Гарпенберг, свинцово-цинковый рудник, Швеция.

Разработка шахты

Разработка рудника включает в себя земляные работы, необходимые для создания инфраструктуры, необходимой для добычи в забое, и для подготовки к будущей непрерывности операций. Обычные элементы, все изготавливаемые методом буровзрывных работ, включают горизонтальные штреки, наклонные пандусы и вертикальные или наклонные подъемы.

Проходка вала

Проходка шахты включает в себя выемку породы, продвигающуюся вниз, и обычно поручается подрядчикам, а не персоналом шахты. Для этого требуются опытные рабочие и специальное оборудование, такое как шахтопроходческий копр, специальная лебедка с большим ковшом, подвешенным на канате, и устройство для выемки шахты с захватом кактуса.

Бригада шахтеров подвергается различным опасностям. Они работают на дне глубокой вертикальной выемки. Люди, материалы и взорванная порода должны находиться в одном большом ковше. Людям на дне шахты негде спрятаться от падающих предметов. Очевидно, что проходка шахты — работа не для неопытных.

Дрейф и рампа

Шахта представляет собой горизонтальный туннель, используемый для транспортировки породы и руды. Выемка штреков является рутинной деятельностью при разработке рудника. В механизированных шахтах для бурения забоя используются двухстреловые электрогидравлические буровые установки. Типичные профили выноса составляют 16.0 м.² в разрезе и забой пробурен на глубину 4.0 м. Отверстия пневматически заряжаются взрывчатым веществом, обычно нерасфасованным мазутом на основе нитрата аммония (ANFO), из специального заправочного грузовика. Используются неэлектрические (нонель) детонаторы короткого замедления.

Выемка грунта производится леворульными (погрузочно-доставочными) машинами (см. рис. 2) с объемом ковша около 3.0 м.³. Навоз транспортируется непосредственно в систему рудоспуска и перегружается в грузовик для более длительных перевозок. Пандусы представляют собой проходы, соединяющие один или несколько уровней с уклоном от 1:7 до 1:10 (очень крутой уклон по сравнению с обычными дорогами), которые обеспечивают достаточное сцепление с дорогой для тяжелой самоходной техники. Пандусы часто движутся по восходящей или нисходящей спирали, похожей на винтовую лестницу. Выемка рампы является обычной процедурой в графике разработки рудника и использует то же оборудование, что и проходка.

Рис. 2. Погрузочно-доставочная машина

Atlas Copco

Привлечение

Повышение представляет собой вертикальное или круто наклонное отверстие, соединяющее разные уровни шахты. Он может служить лестницей для доступа к забоям, рудоспуском или воздуховодом в вентиляционной системе шахты. Воспитание — трудная и опасная, но необходимая работа. Методы подъема варьируются от простых ручных буровзрывных работ до механической выемки горных пород с помощью бурильных машин (RBM) (см. рис. 3).

Рисунок 3. Методы повышения

Ручной подъем

Подъем вручную — сложная, опасная и требующая физических усилий работа, требующая от горняка ловкости, силы и выносливости. Это работа, которую можно поручить только опытным горнякам в хорошей физической форме. Как правило, приподнятая секция разделена на два отсека бревенчатой ​​стеной. Один остается открытым для лестницы, используемой для подъема в забой, воздуховодов и т. д. Другой заполняется породой от взрывных работ, которую горняк использует в качестве платформы при бурении снаряда. Пробор древесины удлиняется после каждого раунда. Работа включает в себя подъем по лестнице, монтаж бревен, бурение и взрывные работы в скалах, и все это делается в тесном, плохо проветриваемом помещении. Все это делает один майнер, так как места для помощника нет. Шахты ищут альтернативы опасным и трудоемким ручным методам подъема.

Подъемный альпинист

Подъемный подъемник - это транспортное средство, которое позволяет избежать подъема по лестнице и большей части трудностей ручного метода. Это транспортное средство поднимается по направляющей, прикрепленной болтами к скале, и служит надежной рабочей платформой, когда горняк выполняет бурение наверху. С помощью подъемника можно выкопать очень высокие подъемы с гораздо большей безопасностью по сравнению с ручным методом. Однако выемка грунта остается очень опасной работой.

Подъемно-сверлильный станок

RBM представляет собой мощную машину, которая механически разрушает породу (см. рис. 4). Он устанавливается на вершине запланированного подъема и бурится пилотная скважина диаметром около 300 мм для прорыва цели на более низком уровне. Пилотное сверло заменяется головкой расширителя с диаметром предполагаемого подъема, а RBM переворачивается, вращая и вытягивая головку расширителя вверх, чтобы создать полноразмерный круговой выступ.

Рисунок 4. Подъем бурового станка

Atlas Copco

Наземный контроль

Наземный контроль является важной концепцией для людей, работающих внутри скального массива. Это особенно важно в механизированных шахтах с применением оборудования на резиновых колесах, где проходка штрека составляет 25.0 м.² в сечении, в отличие от шахт с рельсовыми штреками, где они обычно всего 10.0 м.². Крыша высотой 5.0 м слишком высока, чтобы горняк мог использовать масштабную линейку для проверки возможных камнепадов.

Для крепления кровли в подземных проемах используются разные меры. При плавном взрыве контурные отверстия просверливаются близко друг к другу и заряжаются маломощным взрывчатым веществом. Взрыв создает ровный контур без разрушения внешней породы.

Тем не менее, поскольку в скальном массиве часто есть трещины, которые не видны на поверхности, камнепады представляют собой постоянную опасность. Риск снижается за счет анкерной крепи, т. е. введения стальных стержней в скважины и их закрепления. Анкер скрепляет скальный массив, предотвращает распространение трещин, помогает стабилизировать скальный массив и делает подземную среду более безопасной.

Методы подземной разработки

На выбор способа добычи влияют форма и размер рудной залежи, ценность содержащихся полезных ископаемых, состав, устойчивость и прочность горной массы и требования к производительности и безопасным условиям труда (которые иногда противоречат друг другу). ). Хотя методы добычи развивались с древних времен, в этой статье основное внимание уделяется тем, которые использовались в полу- и полностью механизированных шахтах в конце двадцатого века. Каждая шахта уникальна, но все они преследуют общие цели — безопасное рабочее место и прибыльное ведение бизнеса.

Плоская камерно-столбовая добыча

Коммерно-столбовая отработка применима для пластового оруденения с горизонтальным и умеренным падением под углом не более 20° (см. рис. 5). Месторождения часто имеют осадочное происхождение, а порода часто находится как в висячей стене, так и в компетентной минерализации (относительная концепция здесь, поскольку горняки имеют возможность установить анкерные болты для укрепления кровли, где ее устойчивость вызывает сомнения). Комнатно-столбовой способ добычи угля — один из основных способов подземной добычи угля.

Рисунок 5. Камерно-столбовая отработка плоского рудного тела

Комнатно-столбовая выемка рудного тела осуществляется горизонтальным бурением по многогранному фронту с образованием пустых помещений за продуктивным фронтом. Между комнатами оставлены столбы, куски скалы, чтобы крыша не обрушилась. Обычный результат - это регулярная структура комнат и столбов, их относительный размер представляет собой компромисс между сохранением стабильности горной массы и извлечением как можно большего количества руды. Это включает в себя тщательный анализ прочности опор, пропускной способности слоев крыши и других факторов. Скальные болты обычно используются для увеличения прочности камня в столбах. Выработанные забои служат проезжей частью для грузовиков, перевозящих руду в складской бункер шахты.

Забой камерно-столбовой забоя бурят и взрывают, как при проходке. Ширина и высота забоя соответствуют размеру штрека, который может быть достаточно большим. Большие производительные буровые установки используются в шахтах нормальной высоты; компактные буровые установки используются при мощности руды менее 3.0 м. Мощное рудное тело отрабатывается поэтапно, начиная сверху, чтобы можно было закрепить крышу на удобной для горняков высоте. Участок ниже восстанавливается горизонтальными срезами путем бурения плоских отверстий и взрывных работ в пространстве выше. Руда загружается в самосвалы в забое. Обычно используются обычные фронтальные погрузчики и самосвалы. Для работы на малой высоте доступны специальные карьерные самосвалы и погрузочно-разгрузочные машины.

Комнатно-столбовая добыча — эффективный метод добычи. Безопасность зависит от высоты открытых помещений и стандартов наземного контроля. Основными рисками являются несчастные случаи, вызванные падающей породой и движущимся оборудованием.

Наклонная камерно-столбовая разработка

Наклонно-столбовое оруденение относится к пластовому оруденению с углом падения от 15° до 30° к горизонтали. Это слишком крутой угол для транспортных средств с резиновыми шинами, чтобы подняться, и слишком плоский для гравитационного каменного потока.

Традиционный подход к наклонному рудному телу основан на ручном труде. Горняки бурят взрывные скважины в забоях ручными перфораторами. Забой очищают скребками от слякоти.

Наклонный забой - трудное место для работы. Шахтерам приходится карабкаться по крутым кучам взорванной породы, неся с собой буровые установки, шкив волокуши и стальные тросы. Помимо камнепадов и несчастных случаев, опасность представляют шум, пыль, недостаточная вентиляция и жара.

В тех случаях, когда наклонные рудные залежи можно приспособить к механизации, применяется пошаговая отработка. Это основано на преобразовании подошвы «трудного провала» в «лестницу» со ступенями под углом, удобным для безрельсовых машин. Ступени производятся ромбовидным расположением забоев и откаточных путей под выбранным углом поперек рудного тела.

Добыча руды начинается с проходки горизонтальных очистных забоев, ответвляющихся от комбинированного проходческо-отгрузочного штрека. Начальная забойка горизонтальна и следует за висячей стенкой. Следующая остановка начинается чуть дальше и следует по тому же маршруту. Эта процедура повторяется при движении вниз, чтобы создать ряд шагов для извлечения рудного тела.

Секции минерализации оставлены для поддержки висячей стены. Это делается путем отработки двух или трех соседних забойных забоев на полную длину с последующим запуском следующего забойного забоя на одну ступень вниз, оставляя между ними продолговатый целик. Секции этого столба позже могут быть извлечены в виде вырезов, которые пробурены и взорваны из забоя ниже.

Современное безгусеничное оборудование хорошо адаптируется к пошаговой добыче. Остановка может быть полностью механизирована с использованием стандартного мобильного оборудования. Взорванная руда собирается в забоях погрузочно-доставочными машинами и перегружается на карьерные самосвалы для транспортировки в шахту/рудоспуск. Если высота забоя недостаточна для погрузки грузовиков, то грузовики можно загружать в специальные погрузочные площадки, вырытые в тяговом приводе.

Прекращение усадки

Усадочную остановку можно назвать «классическим» методом добычи, который был, пожалуй, самым популярным методом добычи на протяжении большей части прошлого века. Он в значительной степени был заменен механизированными методами, но все еще используется на многих небольших шахтах по всему миру. Он применим к месторождениям полезных ископаемых с регулярными границами и крутым падением, залегающим в прочном массиве горных пород. Кроме того, на взорванную руду не должно влиять хранение на склонах (например, сульфидные руды имеют тенденцию к окислению и разложению на воздухе).

Его наиболее заметной особенностью является использование гравитационного потока для обработки руды: руда из забоев падает прямо в железнодорожные вагоны по желобам, что позволяет избежать ручной загрузки, что традиционно является наиболее распространенной и наименее любимой работой в горнодобывающей промышленности. До появления пневматического ковша в 1950-х годах не существовало машин, подходящих для погрузки породы в подземных шахтах.

Усадочная выемка извлекает руду горизонтальными пластами, начиная с днища очистных забоев и продвигаясь вверх. Большая часть взорванной породы остается в забое, обеспечивая рабочую платформу для горняков, бурящих скважины в кровле, и служит для поддержания устойчивости стенок забоя. Поскольку взрывные работы увеличивают объем породы примерно на 60 %, около 40 % руды вытягивается на дно во время очистных работ, чтобы сохранить рабочее пространство между верхом отвала и кровлей. Оставшаяся руда извлекается после того, как взрывные работы достигли верхнего предела забоя.

Необходимость работы сверху отвала и доступа по подъемной лестнице не позволяет использовать механизированное оборудование в забое. Разрешается использовать только оборудование, достаточно легкое, чтобы шахтер мог справиться с ним в одиночку. Пневматическая опора и перфоратор с общим весом 45 кг являются обычным инструментом для бурения усадочной забоя. Стоя на вершине нагромождения, горняк берет бур/корм, закрепляет опору, прижимает перфоратор/буровую сталь к крыше и начинает бурение; это не легкая работа.

Добыча полезных ископаемых

Добыча методом «выемка-засыпка» подходит для крутопадающих месторождений полезных ископаемых, содержащихся в массиве горных пород с устойчивостью от хорошей до умеренной. Он удаляет руду горизонтальными слоями, начиная с нижнего разреза и продвигаясь вверх, позволяя корректировать границы забоя в соответствии с неравномерной минерализацией. Это позволяет выборочно разрабатывать участки с высоким содержанием золота, оставляя руду с низким содержанием золота на месте.

После того, как забой очищен от грунта, выработанное пространство засыпается, чтобы сформировать рабочую платформу при отработке следующего куска и повысить устойчивость стенок забоя.

Разработка для отработки горных выемок в безрельсовых условиях включает в себя проходку подошвы по рудному телу на основном уровне, подрезку забоя, снабженную дренами для гидрозакладки, спиральный пандус, выработанный в подошве с проходными стрелами для забои и подъем от забоя до уровня выше для вентиляции и транспортировки наполнения.

Остановка сверху используется с выемкой и засыпкой, как с сухим камнем, так и с гидравлическим песком в качестве материала обратной засыпки. Сверху означает, что руда бурится снизу путем взрывания пласта толщиной от 3.0 до 4.0 м. Это позволяет бурить всю площадь забоя и проводить взрывные работы по всему забою без перерывов. «Верхние» отверстия сверлятся простыми вагонными сверлами.

Бурение вверх по стволу скважины и взрывные работы оставляют шероховатую поверхность породы для кровли; после выемки грунта его высота составит около 7.0 м. Прежде чем шахтерам будет разрешено войти на территорию, кровля должна быть закреплена путем подрезки контуров кровли с помощью гладкоструйной обработки и последующей оборки рыхлой породы. Это делается горняками с помощью ручных перфораторов, работающих из навозной кучи.

In передняя остановка, безрельсовое оборудование используется для добычи руды. Песчаные отвалы используются для обратной засыпки и распределяются в подземных выработках по пластиковым трубам. Забои заполнены почти полностью, образуя достаточно твердую поверхность, по которой может пройти оборудование на резиновых колесах. Производство забоя полностью механизировано с помощью самосвалов и леворульных транспортных средств. Забой представляет собой вертикальную стенку высотой 5.0 м поперек забоя с открытой щелью шириной 0.5 м под ней. В забое бурятся горизонтальные скважины длиной пять метров, и руда взрывается в открытую нижнюю выемку.

Тоннаж, производимый одним взрывом, зависит от площади забоя и не сравнится с тоннажем, полученным при взрыве в забое сверху. Тем не менее, производительность безрельсового оборудования значительно выше, чем при ручном методе, в то время как управление кровлей может осуществляться с помощью буровой установки, которая бурит гладкие скважины вместе с забойным взрывом. Автомобиль с левым рулем, оснащенный большим ковшом и большими шинами, является универсальным инструментом для уборки навоза и транспортировки и легко перемещается по поверхности насыпи. В двухзабойном забое буровая каретка задействует его с одной стороны, а ПДМ обрабатывает отвал с другого конца, обеспечивая эффективное использование оборудования и повышение производительности.

Подуровневая остановка удаляет руду в открытых забоях. Обратная засыпка забоев консолидированной закладкой после добычи позволяет горнякам вернуться позже, чтобы восстановить целики между забоями, что обеспечивает очень высокую скорость извлечения полезных ископаемых.

Разработка подуровневой остановки обширна и сложна. Рудное тело разделено на участки высотой около 100 м по вертикали, в которых подготовлены подъярусы, соединенные наклонным пандусом. Участки рудного тела дополнительно разделены по горизонтали на чередующиеся забои и целики, а в подошве, внизу, создан привод для откатки почты с вырезами для погрузки на стрелу.

При отработке забой подэтажа будет представлять собой прямоугольное отверстие в рудном теле. Дно забоя имеет V-образную форму для направления взорванного материала в точки отбора. На верхних подэтажах подготовлены буровые выработки для буровой установки (см. рис. 6).

Рис. 6. Ограждение подэтажа кольцевым бурением и поперечной нагрузкой

Для взрывных работ требуется пространство, чтобы порода увеличилась в объеме. Для этого необходимо подготовить щель шириной несколько метров до начала буровзрывных работ. Это достигается за счет увеличения подъема от дна до верха забоя до полного слота.

После вскрытия скважин буровой станок (см. рис. 7) приступает к эксплуатационному бурению в подэтажных штреках в точном соответствии с детальным планом, разработанным специалистами по взрывным работам, в котором указаны все шпуры, положение забуривания, глубина и направление шпуров. Буровая установка продолжает бурение до тех пор, пока не будут завершены все кольца на одном уровне. Затем он переносится на следующий подуровень для продолжения бурения. Тем временем скважины загружаются, и взрывная схема, которая охватывает большую площадь внутри забоя, разрушает большой объем руды за один взрыв. Взорванная руда падает на дно забоя, где леворульные машины забирают ее в точке отбора под забоем. Обычно бурение глубоких скважин предшествует зарядке и взрывным работам, обеспечивая запас готовой к взрыву руды, что обеспечивает эффективный производственный график.

Рисунок 7. Буровая установка для бурения глубоких скважин

Atlas Copco

Подъярусная выработка является продуктивным методом добычи. Эффективность повышается за счет возможности использования полностью механизированных производительных станков для бурения глубоких скважин, а также того факта, что станок можно использовать непрерывно. Это также относительно безопасно, потому что бурение в подэтажных штреках и проходка через точки отбора исключают риск возможного обвала породы.

Вертикальное отступление от кратера

Подобно остановке подэтажа и усадке, добыча с вертикальным отходом кратера (VCR) применима к минерализации в крутопадающих пластах. Однако он использует другую технику взрывных работ, разрушая породу тяжелыми сосредоточенными зарядами, размещенными в скважинах («кратерах») очень большого диаметра (около 165 мм) на расстоянии около 3 м от свободной поверхности породы. Взрывные работы создают конусообразное отверстие в горной породе вокруг скважины и позволяют взорванному материалу оставаться в забое на этапе добычи, так что каменная наброска может поддерживать стены забоя. Необходимость в устойчивости горных пород меньше, чем при подэтажной остановке.

Разработка для добычи VCR аналогична разработке для подэтажной выемки, за исключением того, что требуется выемка как перерезки, так и подрезки. Выемка необходима на первом этапе для размещения буровой установки, бурящей взрывные скважины большого диаметра, и для доступа при зарядке скважин и проведении взрывных работ. Выемка под выемкой обеспечила свободную поверхность, необходимую для взрыва VCR. Он также может обеспечить доступ для леворульного транспортного средства (управляемого дистанционно, а оператор остается за пределами забоя) для извлечения взорванной руды из точек отбора под забоем.

При обычном взрыве VCR используются отверстия размером 4.0 × 4.0 м, направленные вертикально или под крутым наклоном, с зарядами, тщательно размещенными на рассчитанном расстоянии, чтобы освободить поверхность под ними. Заряды совместно откалывают горизонтальный пласт руды толщиной около 3.0 м. Взорванная порода падает в забой внизу. Контролируя скорость выемки, забой остается частично заполненным, так что каменная наброска помогает стабилизировать стенки забоя на этапе добычи. Последним взрывом перерез врезается в забой, после чего забой очищается и подготавливается к обратной закладке.

Шахты VCR часто используют систему первичных и вторичных забоев в рудном теле. Первичные забои отрабатываются на первом этапе, а затем засыпаются цементной закладкой. Забой оставляют для закрепления насыпи. Затем горняки возвращаются и добывают руду в столбах между первичными и вторичными забоями. Эта система в сочетании с цементированной обратной закладкой приводит к почти 100% извлечению запасов руды.

Подуровневое обрушение

Подэтажное обрушение применимо к месторождениям полезных ископаемых с крутым или умеренным падением и большим расширением на глубине. Руда должна разрушаться в управляемые блоки с помощью взрывных работ. Висячая стена обрушится после добычи руды, и земля на поверхности над рудным телом осядет. (Он должен быть забаррикадирован, чтобы никто не мог проникнуть на территорию.)

Подуровневое обрушение основано на гравитационном потоке внутри разрушенной горной массы, содержащей как руду, так и породу. Масса горных пород сначала разрушается буровзрывными работами, а затем выгружается через штреки под пещерой горной массы. Он считается безопасным методом добычи, потому что горняки всегда работают в выработках размером с штольню.

Подэтажное обрушение зависит от подэтажей с регулярными схемами штреков, подготовленных внутри рудного тела на достаточно близком расстоянии друг от друга по вертикали (от 10.0 м до 20 м). План штрека одинаков на каждом подъярусе (т. е. параллельные проходки поперек рудного тела от транспортировочного штрека подошвы до висячего борта), но шаблоны на каждом подъярусе немного смещены, так что штреки на более низком уровне расположены между дрейфует на подуровне над ним. На поперечном сечении будет показан ромбовидный узор с дрейфами через равные промежутки по вертикали и горизонтали. Таким образом, разработка подэтажного обрушения обширна. Однако выемка грунта — это простая задача, которую легко можно механизировать. Работа по нескольким штрекам на нескольких подуровнях способствует высокой загрузке оборудования.

Когда разработка подэтажа завершена, буровая установка для бурения глубоких скважин перемещается для бурения взрывных скважин в виде веера в вышележащей породе. Когда все взрывные скважины готовы, установка для бурения длинных скважин перемещается на нижний подуровень.

Взрыв длинной скважины разрушает горную массу над штреком подэтажа, создавая пещеру, которая начинается на контакте с висячей стенкой и отступает к подошве, следуя прямому фронту через рудное тело на подэтаже. Вертикальный разрез покажет лестницу, в которой каждый верхний подуровень на одну ступень опережает нижний подуровень.

Взрыв заполняет фронт подуровня смесью руды и отходов. Когда прибывает леворульное транспортное средство, пещера содержит 100% руды. По мере продолжения погрузки доля пустой породы будет постепенно увеличиваться, пока оператор не решит, что разбавление пустой породы слишком велико, и не прекратит погрузку. По мере того, как погрузчик перемещается к следующей выработке, чтобы продолжить проходку, вводится взрывной инструмент, чтобы подготовить следующее кольцо скважин для взрывных работ.

Уборка навоза на подуровнях — идеальное применение для автомобиля с левым рулем. Доступный в различных размерах для удовлетворения конкретных ситуаций, он наполняет ковш, перемещается примерно на 200 м, опорожняет ковш в рудоспуск и возвращается для другой загрузки.

Подэтажное обрушение имеет схематическую схему с повторяющимися рабочими процессами (проходка проходки, бурение глубоких скважин, зарядно-взрывные работы, погрузка и транспортировка), которые выполняются независимо друг от друга. Это позволяет процедурам непрерывно перемещаться с одного подуровня на другой, что позволяет наиболее эффективно использовать рабочие бригады и оборудование. По сути, шахта аналогична фабрике, разделенной на отделы. Однако подуровневая добыча, будучи менее избирательной, чем другие методы, не дает особенно эффективной скорости извлечения. Пещера содержит от 20 до 40% отходов с потерями руды от 15 до 25%.

Блок-спелеотуризм

Блочное обрушение представляет собой крупномасштабный метод, применимый к оруденению порядка 100 миллионов тонн во всех направлениях, содержащимся в поддающихся обрушению массивах горных пород (т. е. с внутренними напряжениями, которые после удаления поддерживающих элементов в массиве горных пород способствуют гидроразрыв добытого блока). Ожидаемый урожай составляет от 10 до 30 миллионов тонн в год. Эти требования ограничивают блочное обрушение несколькими конкретными месторождениями полезных ископаемых. Во всем мире существуют блочные рудники, разрабатывающие месторождения, содержащие медь, железо, молибден и алмазы.

Заблокировать относится к макету добычи. Рудное тело разделено на крупные участки, блоки, каждый из которых содержит тоннаж, достаточный для многолетней добычи. Обрушение вызывается устранением несущей способности скального массива непосредственно под блоком с помощью подрезки, участка породы высотой 15 м, разрушенного буровзрывным бурением. Напряжения, создаваемые естественными тектоническими силами значительной величины, подобные тем, которые вызывают континентальные движения, создают трещины в массиве горных пород, разбивая блоки, чтобы пройти проходные отверстия в шахте. Природа, однако, часто нуждается в помощи горняков, чтобы справиться с негабаритными валунами.

Подготовка к обрушению блока требует долгосрочного планирования и обширной первоначальной разработки, включающей сложную систему раскопок под блоком. Они различаются в зависимости от сайта; они обычно включают в себя подрезку, оттяжные колокола, гризли для управления негабаритной породой и рудоспусками, которые направляют руду в погрузку поезда.

Колокола представляют собой конические отверстия, вырытые под выемкой, которые собирают руду с большой площади и направляют ее в точку отбора на производственном уровне ниже. Здесь руда добывается леворульными машинами и транспортируется в рудоспуски. Валуны, слишком большие для ковша, взрываются в точках отбора, а более мелкие перерабатываются на гризли. Колосники, наборы параллельных стержней для просеивания крупного материала, обычно используются в блочных шахтах, хотя все чаще предпочтение отдается гидравлическим отбойным молоткам.

Выработки в блочно-обрушенном руднике подвержены высокому горному давлению. Сугробы и другие проемы, поэтому, выкапывают с наименьшим возможным сечением. Тем не менее, для сохранения целостности отверстий требуется обширная анкерная крепь и бетонная облицовка.

При правильном применении блочное обрушение является недорогим и продуктивным методом массовой добычи. Однако не всегда предсказуема податливость массива горных пород обрушению. Кроме того, требуемая комплексная разработка приводит к тому, что рудник начинает добычу через длительное время: задержка в доходах может оказать негативное влияние на финансовые прогнозы, используемые для обоснования инвестиций.

Лонгволл майнинг

Разработка длинными забоями применима к пластовым отложениям однородной формы, ограниченной мощности и большой горизонтальной протяженности (например, угольный пласт, калийный пласт или риф, пласт кварцевой гальки, разрабатываемый золотыми приисками в Южной Африке). Это один из основных способов добычи угля. Он извлекает минерал фрагментами вдоль прямой линии, которые повторяются для извлечения материалов на большей площади. Ближайшее к забою пространство остается открытым, в то время как висячая стена может обрушиться на безопасном расстоянии позади горняков и их оборудования.

Подготовка к лаве включает в себя создание сети штреков, необходимых для доступа к району добычи и транспортировки добытой продукции в ствол. Поскольку оруденение имеет форму пласта, простирающегося на большой площади, наносы обычно можно расположить в виде схематичной сетки. Откаточные штреки готовятся в самом пласте. Расстояние между двумя соседними откаточными штреками определяет длину забоя лавы.

тампонирование

Обратная засыпка очистных забоев предотвращает обрушение горных пород. Он сохраняет присущую горной массе устойчивость, что способствует безопасности и позволяет более полно извлекать нужную руду. Обратная засыпка традиционно используется при выемке и закладке, но она также распространена при остановке подэтажа и добыче VCR.

Традиционно горняки сбрасывали пустую породу после разработки в пустые забои вместо того, чтобы поднимать ее на поверхность. Например, при выемке и закладке пустая порода распределяется по пустому забою скребками или бульдозерами.

Гидравлическая засыпка использует хвосты обогатительной фабрики шахты, которые распределяются под землей через скважины и пластиковые трубы. Хвосты сначала обесшламливают, при этом на засыпку идет только крупная фракция. Наполнитель представляет собой смесь песка и воды, около 65% которой составляют твердые вещества. При смешивании цемента с последней заливкой поверхность насыпи затвердеет и превратится в гладкое дорожное полотно для техники на резиновых колесах.

Обратная засыпка также используется при отбойке подэтажной выемки и отработке VCR, при этом щебень вводится в качестве дополнения к песчаной засыпке. Дробленая и просеянная порода, добытая в соседнем карьере, доставляется под землю через специальные закладочные подъемники, где она загружается на грузовики и доставляется к забоям, где сбрасывается в специальные закладочные подъемники. Первичные забои засыпаются цементированной каменной насыпью, полученной путем распыления цементно-зольного раствора на каменную отсыпку перед ее распределением по забоям. Цементированная каменная наброска затвердевает в твердую массу, образуя искусственный целик для отработки вторичного забоя. Цементный раствор, как правило, не требуется при обратной засыпке вторичных забоев, за исключением последних заливок для создания прочного грунта.

Оборудование для подземных горных работ

Подземная добыча становится все более механизированной везде, где это позволяют обстоятельства. Четырехколесная тележка с шарнирно-сочлененной рамой на резиновых колесах и приводом от дизельного двигателя является общей для всех мобильных подземных машин (см. рис. 8).

Рис. 8. Малогабаритная забойная буровая установка

Atlas Copco

Торцовая буровая установка для эксплуатационного бурения

Это незаменимая рабочая лошадка в шахтах, которая используется для всех горных работ. Он несет одну или две стрелы с гидравлическими перфораторами. С одним рабочим за пультом управления он за несколько часов пробурит 60 взрывных скважин глубиной 4.0 м.

Буровая установка для бурения скважин

Эта установка (см. рис. 7) бурит взрывные скважины в радиальном направлении вокруг штрека, которые охватывают большую площадь породы и откалывают большие объемы руды. мощный гидравлический перфоратор и карусельное хранилище для удлинителей, оператор использует пульт дистанционного управления для бурения породы из безопасного положения.

Зарядная тележка

Зарядный грузовик является необходимым дополнением к дрейфующему гиганту. На шасси установлена ​​гидравлическая сервисная платформа, контейнер взрывчатого вещества ANFO под давлением и загрузочный шланг, что позволяет оператору заполнять скважины по всему забою за очень короткое время. В то же время могут быть вставлены детонаторы Nonel для правильного выбора времени отдельных взрывов.

леворульный автомобиль

Универсальный погрузочно-доставочный автомобиль (см. рис. 10) используется для различных работ, включая добычу руды и погрузочно-разгрузочные работы. Он доступен в различных размерах, что позволяет майнерам выбирать модель, наиболее подходящую для каждой задачи и каждой ситуации. В отличие от других дизельных транспортных средств, используемых в шахтах, двигатель леворульного транспортного средства обычно работает непрерывно на полной мощности в течение длительных периодов времени, производя большое количество дыма и выхлопных газов. Вентиляционная система, способная разбавлять и отводить эти пары, необходима для соблюдения приемлемых стандартов дыхания в зоне погрузки.

Подземная перевозка

Руда, добытая в забоях, расположенных вдоль рудного тела, транспортируется на рудный отвал, расположенный рядом с подъемным стволом. Специальные уровни откатки подготовлены для более длительного поперечного перемещения; они обычно имеют рельсовые пути с поездами для перевозки руды. Железная дорога зарекомендовала себя как эффективная транспортная система, позволяющая перевозить большие объемы на большие расстояния с помощью электровозов, которые не загрязняют подземную атмосферу, как дизельные грузовики, используемые в безрельсовых шахтах.

Обработка руды

На своем пути от очистных забоев до подъемной шахты руда проходит несколько станций с различными методами обработки материалов.

Ассоциация Слашер использует скребковый ковш для подачи руды из забоя в рудоспуск. Он оснащен вращающимися барабанами, проволокой и шкивами, расположенными так, чтобы обеспечить движение скребка вперед и назад. Шламоуборочная машина не требует подготовки настила забоя и может забирать руду из грубой навозной кучи.

Ассоциация леворульный автомобиль, работающий на дизельном топливе и передвигающийся на резиновых шинах, переносит объем, содержащийся в ковше (размеры различаются), от отвала до рудоспуска.

Ассоциация рудный проход представляет собой вертикальное или круто наклонное отверстие, через которое горная порода течет под действием силы тяжести с верхних уровней на нижние. Иногда рудоспуски устраивают в вертикальной последовательности для сбора руды с верхних уровней к общему пункту доставки на уровне откатки.

Ассоциация носик это ворота, расположенные в нижней части рудоспуска. Рудные проходы обычно заканчиваются в горной породе рядом с отгрузочным штреком, так что, когда желоб открыт, руда может течь, чтобы заполнить вагоны на пути под ним.

Рядом с шахтой поезда с рудой проходят через свалка где груз может быть сброшен в ящик для хранения, гризли на станции свалки препятствует падению крупногабаритных камней в бункер. Эти валуны раскалываются взрывными работами или гидромолотами; а грубая дробилка может быть установлен ниже колосника для дальнейшего контроля размера. Под вещевым ящиком находится мера карман который автоматически проверяет, чтобы объем и вес груза не превышали грузоподъемности скипа и подъемника. Когда пустой пропускать, контейнер для вертикального перемещения, прибывает на автозаправочная станция, в нижней части мерного кармана открывается желоб, заполняющий скип нужным грузом. После подъемник поднимает загруженный скип к копровой раме на поверхности, желоб открывается для выгрузки груза в наземный накопительный бункер. Подъем скипов может управляться автоматически с помощью системы видеонаблюдения для наблюдения за процессом.

Назад