Для разработки рудного месторождения или его части создается горное предприятие, которое называется рудником. Рудник может включать одну или несколько шахт, на каждой из которых обособленно осуществляется добыча руды подземным способом. Кроме шахт в состав рудника может входить карьер, ведущий разработку месторождения открытым способом. Рудник включает горный отвод – часть недр, предоставленную ему для разработки месторождения, а также наземные сооружения, совокупность подземных горных выработок, горные машины и комплексы, энергетические установки и коллектив трудящихся, обеспечивающий подземную добычу руды. Входящие в горный отвод и подлежащие отработке балансовые запасы рудника называют рудничным полем.
Горизонтальные, пологопадающие и слабонаклонные месторождения делятся в результате горно-подготовительных работ на панели шириной 60–200 м и длиной до 600 м и более, которые, в свою очередь, могут делиться на столбы или блоки (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Деление горизонтального месторождения
на панели и столбы: 1 – главный ствол;
2 – вентиляционные стволы
Крутопадающие месторождения при вскрытии делятся по высоте на этажи, а этажи, в свою очередь, – на блоки (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Деление крутопадающего месторождения
на этажи и блоки: I, II, III – этажи
Этажи, как правило, отрабатываются в нисходящем порядке. Такой порядок отработки обусловливается как совпадением направления отработки с направлением эксплуатационной разведки, так и возможностью введения в эксплуатацию верхних этажей раньше и с меньшими затратами, чем нижних. По числу одновременно разрабатываемых этажей различают одноэтажную, двухэтажную и многоэтажную разработку.
Количество одновременно разрабатываемых этажей зависит от условий залегания месторождения, применяемой системы разработки и заданной годовой производительности рудника. Обычно в эксплуатации находятся одновременно два этажа. На нижележащем этаже ведутся основные работы по добыче руды, а на вышележащем дорабатываются оставшиеся запасы.
Порядок отработки блоков и панелей может быть прямым – от центра к флангам и обратным – от флангов к центру.
Обратный порядок отработки блоков и панелей наиболее широко применяется при разработке угольных месторождений.
РАЗМЕРЫ ШАХТНОГО ПОЛЯ
Важнейшими параметрами вскрытия месторождения являются размеры шахтного поля, а при разработке крутопадающих месторождений – длина шахтного поля.
В практике существуют два случая определения размеров шахтного поля:
а) размеры шахтного поля определяются величиной месторождения, достаточной для его разработки только одной шахтой;
б) размеры месторождения превышают параметры шахтного поля,
и тогда его разрабатывают несколькими шахтами (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Деление горизонтального пластообразного месторождения
на два шахтных поля: 1 – главные стволы шахт;
2 – вентиляционные стволы шахт; 3 – штреки
В последнем случае на стадии проектирования необходимо решить вопрос об оптимальном числе горных предприятий и о размерах шахтного поля для каждого из них. Главными факторами, влияющими на размер шахтного поля, являются: производственная мощность рудника, условия залегания рудной залежи, требуемые капитальные вложения и эксплуатационные затраты. Следует учитывать также сложность проветривания глубоких шахт. По этой причине приходится уменьшать длину шахтных полей, так как на глубинах свыше 1,5 км целесообразная длина участков проветривания отдельными вентиляционными стволами составляет около 400 – 500 м.
Кроме того, размеры шахтного поля ограничиваются возможностями рационального управления производством крупного масштаба. Специфика горного производства такова, что руководящий состав несет ответственность не только за ритмичную работу предприятия, организацию производства в непрерывно изменяющихся природных условиях, но и за безопасность работающих. Он должен знать реальную обстановку на горизонтах, в блоках, а также в отдельных – наиболее опасных забоях, уметь планировать процесс производства.
Шахтное поле после установления его размеров разделяется подготовительными выработками на этажи и блоки при разработке наклонных
и крутопадающих месторождений и на панели – при горизонтальном или пологом залегании рудного тела. Крупные горнодобывающие предприятия черной металлургии имеют длину шахтных полей от 1 000 до 3 000 м,
а предприятия цветной металлургии – от 500 до 2 000 м.
ВЫСОТА ЭТАЖА
Важным параметром вскрытия крутопадающего месторождения является высота этажа.
Этаж – это часть месторождения, ограниченная по падению откаточными и вентиляционными штреками, по простиранию – границами шахтного поля.
Высота этажа – это расстояние по вертикали между откаточными горизонтами. Это постоянная величина, не зависящая от гипсометрии рудной залежи. Наклонная высота этажа – это расстояние между откаточными горизонтами по падению месторождения. Этот параметр используется при разработке наклонных залежей.
На высоту этажа влияют следующие факторы:
– горно-геологические – размеры (мощность, длина по простиранию
и глубина по падению), форма и углы падения рудных тел;
– горнотехнические – системы разработки и порядок отработки месторождения, условия поддержания горных выработок, условия и безопасность ведения горных работ, время, необходимое для подготовки и отработки этажа (горизонта);
– технико-экономические – запасы руды в этаже, ценность и содержание металла в руде; объемы и сроки проведения горно-капитальных и горно-подготовительных выработок; стоимость подъема руды и породы, водоотлива, доставки людей и материалов.
На практике высота этажа варьируется в широком диапазоне: от 20 до 100 м и более. Этот параметр существенно зависит от угла падения рудной залежи и ее мощности: чем меньше значения этих показателей, тем меньше высота этажа. При наклонном залегании рудной залежи высота этажа может составлять около 20 м, а при разработке мощных крутопадающих месторождений достигает 60–100 м. Однако при разработке крутопадающих жил она составляет всего 40 м. Применение лифтов для подъема людей, материалов и оборудования позволяет увеличить высоту этажа.
