Быстрая навигация по статье:
Горная выработка — это искусственно сформированное пространство, расположенное в недрах Земли или на её поверхности. Оно возникает в результате проведения горных работ, направленных на добычу пород или полезных ископаемых.
Эти искусственные полости являются важнейшим элементом горнодобывающей отрасли. Они обеспечивают доступ к ценным полезным ископаемым, которые играют ключевую роль в экономике и промышленности. Эти структуры, расположенные как на поверхности, так и в недрах Земли, позволяют эффективно извлекать ресурсы, необходимые для различных секторов, от энергетики до строительства.
Понимание их особенностей и функциональности является основой для разработки безопасных и эффективных методов работы. Это способствует устойчивому развитию и рациональному использованию природных ресурсов.
Виды горных выработок
В зависимости от назначения выделяют разведочные и эксплуатационные выработки.
Разведочные создаются с целью поиска и изучения полезных ископаемых, в то время как эксплуатационные предназначены для разработки уже выявленных месторождений.
Внутри этих категорий можно выделить несколько типов:
- капитальные, которые обеспечивают доступ к ресурсам с поверхности,
- подготовительные, которые подготавливают конкретные участки для дальнейшей разработки месторождения,
- очистные, которые непосредственно занимаются извлечением полезных ископаемых.
Если разведочные выработки не будут применяться в качестве основных эксплуатационных, они могут оказать значительное влияние на вентиляцию, служить запасным выходом и выполнять другие функции.
Горные выработки могут быть как открытыми, находящимися на поверхности, так и подземными, расположенными в недрах Земли. К открытым относятся карьеры, копуши, расчистки и канавы, в то время как подземные включают штольни, туннели, шурфы, шахтные стволы, квершлаги, штреки, орты, рассечки и гезенки.
Открытые горные работы охватывают широкий спектр технологических процессов. К примеру, рыхление горных пород осуществляется с применением взрывных технологий, а погрузка в карьерный транспорт выполняется с помощью экскаваторов и погрузчиков. Образовавшаяся в ходе добычи пустая порода размещается на отвалах, которые затем подвергаются планировке и рекультивации для восстановления экосистемы.
Для открытой добычи полезных ископаемых применяются специализированные карьерные машины, такие как самосвалы и бульдозеры. Открытая разработка делится на несколько категорий: поверхностная, глубинная, нагорная, нагорно-глубинная и подводная.
Закрытые горные работы, в отличие от открытых, проводятся под землёй, что позволяет сохранить поверхность в её естественном состоянии. Для этих целей создаются шахты, где применяются специализированные подземные машины и оборудование.
Процесс добычи включает несколько этапов: разведка, вскрытие месторождения, подготовка и очистная выемка породы. В ходе этих операций выполняются такие задачи, как бурение, монтаж кровли, укрепление сводов в забоях, а также подземная транспортировка и подъём добытых ресурсов на поверхность.
Закрытым способом добываются разнообразные виды топлива, руды цветных и драгоценных металлов, а также редкоземельные элементы и химические вещества.
В обоих методах добычи важным аспектом является создание комплексов для первичной обработки сырья, включая обогащение, промывку, отсев и дробление.
Классификация горных выработок по углу наклона
Выделяют также классификацию по пространственному расположению. Она включает горизонтальные, вертикальные и наклонные полости.
Горизонтальные, такие как штольни, квершлаги, штреки, просеки и орты, располагаются почти параллельно поверхности земли. Угол их наклона не превышает 3°, что способствует естественному отведению воды и предотвращает её накопление внутри. Поперечное сечение горизонтальных выработок имеет различные формы, включая прямоугольную, трапециевидную, косоугольную, сводчатую и круглую.
Вертикальные могут как выходить на поверхность, так и оставаться под землёй. К ним относятся стволы, гезенки и шурфы, которые предназначены для обеспечения доступа к полезным ископаемым на различных глубинах.
Наклонные могут выходить на поверхность или оставаться полностью подземными. Наклонные шурфы, стволы и штольни, которые имеют выход на поверхность, обладают схожими функциями с вертикальными и горизонтальными искусственными полостями, однако они отличаются углом наклона и своим расположением в структуре земной коры. В то же время, наклонные, не имеющие выхода на поверхность, включают такие конструкции, как бремсберги, уклоны, скаты, ходки и печи.
Элементы горных выработок
Подземные выработки состоят из нескольких элементов: кровли, боков, подошвы, забоя и устья.
Кровля представляет собой поверхность горных пород, которая ограничивает выработку сверху, в то время как подошва, или почва, находится внизу. Боками называют боковые границы.
Забой представляет собой поверхность, которая ограничивает область непосредственной выемки полезных ископаемых или горной породы и изменяется в процессе проведения горных работ.
Устьем называют место, где подземная выработка соединяется с земной поверхностью или с другой подземной выработкой.
Горные выработки в шахте
Шахта представляет собой сложную, многоуровневую систему подземных тоннелей. Они образуют целую сеть, где каждый уровень или этаж имеет свои особенности и срок службы.
Шахта занимается добычей полезных ископаемых подземным способом. Она включает в себя подземные горные выработки и различные сооружения, расположенные на поверхности.
Когда речь идет о больших месторождениях полезных ископаемых, целесообразно разделить их на несколько участков для более эффективной разработки. Каждое такое выделенное пространство называется шахтным полем, которое отводится для работы конкретной шахты.
Шахтные поля имеют четко определенные технические границы. В случае, если пласт полезного ископаемого залегает под углом, различают верхнюю границу, известную как граница по восстанию, и нижнюю границу, или границу по падению. Также существуют боковые границы, которые могут быть как естественными, так и искусственными, устанавливаемыми на основе технико-экономических расчетов.
В крупных рудных шахтах шахтные поля иногда делят на блоки, каждый из которых имеет свои вентиляционные и вспомогательные стволы, обеспечивая обособленное проветривание шахты. Разработка шахтного поля осуществляется по отдельным участкам. В процессе разработки сначала осваиваются участки, находящиеся ближе к поверхности, а затем переходят к более глубоким уровням.
Оборудование для горных выработок
Горнодобывающие предприятия представляют собой объекты с высоким уровнем опасности, что связано с особенностями технологий добычи полезных ископаемых. К их числу относятся подземные работы, взрывные операции в карьерах, а также транспортировка горючих и взрывоопасных материалов.
Нестабильность пород и экстремальные условия эксплуатации техники также добавляют рисков. Все эти факторы вынуждают использовать специализированные машины и оборудование, адаптированные к специфике горнодобывающей отрасли.
При выборе техники для горнодобывающих работ учитываются различные параметры, такие как рельеф местности, характеристики грунтов, методы и технологии добычи, а также объемы месторождений и необходимая производительность.
Рассмотрим подробнее оборудование, которое используют в горнодобывающей отрасли.
Для проведения вскрышных работ используют:
- мега-риппер,
- виброрыхлитель (на породах с высокой трещиноватостью),
- гидромолот,
- роторную фрезу.
При работе с негабаритом применяют бутобой, специальные усиленные ковши и гидромолот.
Для погрузки и транспортировки сырья или готовой продукции используют ковши, погрузочные грейферы. А для предварительной обработки горной массы, отделения пустой породы и повышения рентабельности предприятий — роторные ковши.
Для зачистки и формирования нужного профиля стен забоя используют роторные фрезы. Их же можно применять и для прямой добычи мягких пород — гипса, мела, слабого известняка и мергеля.
Для прямой добычи также используют гидромолоты и виброрыхлители (на трещиноватых породах).
Заключение
Горнодобывающая промышленность представляет собой сложную и высокорисковую сферу. Этот процесс требует тщательной организации и планирования. А специализированное оборудование помогает выполнять задачи с минимальными рисками и максимальной производительностью.
Статья была полезной?
Если после данного обзора у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция».
Задать вопрос специалисту
Если у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция»
