3.2. Факторы, влияющие на выбор способа вскрытия

На выбор способа вскрытия рудного месторождения оказывают влияние большое количество факторов. В их числе:

• рельеф местности;

• размеры шахтного поля по простиранию и падению;

• условия залегания рудных тел, их физико-механические свойства и естественная нарушенность вмещающих пород;

• ценность полезного ископаемого, его запасы и перспективы их прироста;

• система разработки, ее параметры и способы управления горным давлением;

• производственная мощность рудника, сроки ввода его в эксплуатацию и достижения проектных показателей;

• требования охраны окружающей среды и сбережения естественных ресурсов;

• безопасность ведения горных работ.

В нагорных условиях используют штольневое вскрытие. Размещение объектов инфраструктуры рудника при этом определяется из условия минимального ущерба окружающей природе позволить разместить поверхностную инфраструктуру рудника и обогатительной фабрики. Сюда входят обычно быткомбинат с производственными помещениями для служб управления производством, бункерное хозяйство, объекты энергетики, воздухо- и водообеспечения, обогатительная фабрика, площади для размещения отвалов пустых пород и отходов обогащения и т.д.

При равнинной местности вскрытие осуществляют шахтными стволами и спиральными съездами (уклонами). Вертикальные стволы и уклоны проходят для вскрытия пологопадающих и крутопадающих месторождений. Для вскрытия наклонных залежей применяют вертикальные и наклонные стволы, а также уклоны. Спиральные съезды и наклонные стволы позволяют сократить объемы проходки квершлагов.

Принятию решения о месте заложения ствола (уклона) обязательно предшествуют инженерно-геологические изыскания. Для этих целей бурятся скважины, устанавливаются водопритоки и состав воды, анализируются по извлеченному керну физико-механические свойства горных пород и их нарушенность. Эти данные являются также основой для выбора способа и конструкции крепи вскрывающей выработки.

На глубокозалегающих рудных месторождениях существенно усложняются горно-технологические и геомеханические условия разработки:

• возрастает горное давление и вероятность его проявления в динамической форме;

• снижается устойчивость горных пород и уменьшается угол их сдвижения;

• увеличивается температура горных пород и возникает необходимость управлять рудничным микроклиматом.

Эти особенности обязательно должны учитываться при проектировании вскрытия и отработки месторождения на глубоких горизонтах. На практике в подобных условиях обычно применяются комбинированные способы вскрытия. С поверхности на максимально возможную глубину, определяемую параметрами подъемных машин, проходится основной шахтный ствол и далее с горизонта нижней отметки проходится слепой ствол (вертикальный или наклонный). Наибольшая глубина одноступенчатого шахтного ствола (2,5 км) достигнута в Южной Африке, где используются многоканатные подъемные машины.

Для вентиляции и кондиционирования воздуха на больших глубинах, где температура пород достигает 40–45⁰С, проходится система выработок для пропуска огромного количества охлажденного воздуха. Вентиляционные стволы (восстающие) проходятся многоступенчато. Расположение их увязывают с общей схемой проветривания.

Охлаждение воздуха и управление климатом на глубоких горизонтах осуществляют стационарными холодильными установками с поверхности в сочетании с передвижным фреоновым холодильным оборудованием на отдельных подземных участках. Допустимые параметры рудничного микроклимата: температура воздуха + 27⁰, влажность 80%, скорость движения воздуха 4 м/с.

Ценность руды, степень разведанности запасов месторождения и перспективы их прироста предопределяют:

• производственную мощность будущего рудника и, как следствие, производительность подъемных устройств, отчуждение площадей поверхности для размещения инфраструктуры предприятия;

• местоположение вскрывающих выработок должно предусматривать возможность их использования в случае увеличения шахтного поля при доразведке новых участков месторождения;

• при ценной руде необходимо выбирать схемы и параметры вскрытия, исключающие потери полезного ископаемого в охранных целиках.

Система разработки, средства механизации и способ управления горным давлением в значительной мере обусловливают схему и интенсивность развития горных работ, порядок выемки запасов. При системах разработки с твердеющей закладкой представляется возможность проходить вскрывающие выработки в непосредственной близости от рудной залежи. Применение на современных рудниках самоходной горной техники и вскрытие месторождения спиральными съездами (уклонами) позволяет уменьшить капитальные затраты, заметно интенсифицировать строительство рудника и ввод его в эксплуатацию с достижением проектных показателей.

Обостряющиеся требования охраны окружающей среды при выборе места заложения вскрывающих выработок, размещения промплощадки рудника, должны учитывать наличие на территории предприятия водных объектов, исторических и культурных памятников, парковых зон и т.д.

При выборе места заложения вскрывающих выработок обязательно предусматривается безопасное расположение стволов или уклонов согласно действующим правилам и указаниям по охране сооружений от вредного влияния горных работ на земную поверхность. Рассмотрим ниже эти правила.