Подземные шахты по добыче полезных ископаемых

Шахта — это крупное комплексно-механизированное и автоматизированное горнодобывающее предприятие, оснащенное разнообразными электрифицированными и гидрофицированными машинами, а также автоматизированными системами управления и связи, которые облегчают труд шахтеров и создают необходимые условия для безопасного ведения работ в подземных выработках.

Обычно шахтами называют предприятия по добыче угля, реже — рудники.

Шахта включает наземные сооружения: копры, надшахтные здания, главные вентиляторные установки, дробильно-сортировочные фабрики, склады и совокупность подземных горных выработок, предназначенных для разработки месторождения в пределах шахтного поля.

Шахта — механизированное и автоматизированное предприятие, оснащенное производительными машинами и механизмами для добычи и транспортировки полезного ископаемого, проведения горных выработок, водоотлива и вентиляции. Срок службы шахт, отрабатывающих мощные месторождения, достигает 50-70 лет и более.

Глубина отдельных шахт по добыче золота и алмазов достигает 4 километров.

В равнинной местности чаще всего вскрытие производится вертикальными стволами, реже — наклонными, от которых на разных горизонтах (этажах) проводятся квершлаги до встречи с залежью ископаемого. В гористой местности основные вскрывающие выработки — штольни. Иногда неосведомленные люди ствол или штольню называют собственно шахтой, а подземные выработки — пещерами[1].

Для советских шахт была характерна сдвоенная нумерация и приставка «бис» (например, шахта 17-17 бис, шахта 22-4 бис). Сдвоенная нумерация обозначала объединение в одном угледобывающем предприятии двух ранее обособленных, «посаженных» на общее шахтное поле. Приставка «бис» означала дублирование, повторение. Так называли шахту близнеца, клон, заложенную в непосредственной близости от первичного, матричного предприятия.
До 70-х годов шахты СССР не имели названий, а имели только номера как у режимных объектов. Лишь в 1971 году шахты обрели названия.

Интересные сведения[править]

Самые глубокие шахты мира находятся в ЮАР: «Тау-Тона», «Витватерсранд» — глубина более 4,5 км, «Western Deep Levels Mine» («Западная шахта глубокого залегания») — 3,9 км (компания Де Бирс), «Шахта Мпоненг» — 3,8 км. Шахтерам приходится работать в экстремальных условиях. Жара доходит до 60 градусов, и на такой глубине постоянно существует опасность прорыва воды и взрывов. В этих шахтах добывают золото. Для сравнения, самые глубокие шахты на территории России добывают уголь с глубины чуть более 1200 метров.

Самые глубокие шахты:

• Украины: «Гвардейская» (Кривой Рог) (1615 м), «Шахтёрская-Глубокая» (1386 м), «Прогресс» (Торез) (1340 м), им. Скочинского (1200 м), им. Бажанова (Макеевка) (1200 м), «Стаханова» (1150 м)
• России: «Черёмуховская-Глубокая ОАО „Севуралбокситруда“» (Свердловская область) (1550м), «Ново-Кальинская ОАО „Севуралбокситруда“» (Свердловская область) (1400м), «Комсомольская» (Воркута) (1200м)

Самые крупные шахты:

• в СССР: 4РУ РУП ПО «Беларуськалий» (г. Солигорск, проектная мощность 15 млн.тонн/год);
• на Украине: «Красноармейская-Западная № 1» (проектная мощность 2,2 млн т в год, фактическая — свыше 6 млн т в год).
• в России: «Распадская» (фактическая добыча 8 млн т в год).

Самые старые шахты мира:

Самой старой шахтой считается рудник Нгвеня (англ. Ngwenya Mine) расположенный вблизи от северо-западной границы Свазиленда.
Самая древняя действующая шахта находится в Голландии. Уголь в ней начали добывать в 1113 году.
Эта шахта до сих пор эксплуатируется, и до недавнего времени в ней добывали значительную часть голландского угля.

Примечания[править]

3 СВЕДЕНИЯ О СПОСОБАХ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

3.1 Способы разработки месторождений полезных ископаемых

Полезными ископаемыми называют природные минеральные образования
органического или неорганического происхождения, которые могут быть
использованы человеком с достаточным экономическим эффектом. Под добычей
полезных ископаемых понимают извлечение их из земной коры или гидросферы.
В более узком смысле под этим термином понимают количество полезного
ископаемого, добываемого в единицу времени.

Существуют следующие способы добычи полезных ископаемых:

·  подземный;

·  открытый;

·  комбинированный;

·  со
дна водоемов (озер, морей и океанов);

·  геотехнологический;

·  скважинный.

Добычу полезных ископаемых осуществляют горные предприятия.

Горное предприятие — самостоятельная производственная единица,
осуществляющая разведку, добычу и обогащение полезных ископаемых. Горное
предприятие, осуществляющее добычу и первичное обогащение полезных
ископаемых, называется горнодобывающим. Существуют
следующие виды горнодобывающих предприятий: шахта, рудник, карьер (разрез),
прииск, промысел.

Шахта — горное предприятие, предназначенное для добычи полезных
ископаемых подземным способом.

Рудник — горное предприятие, служащее в основном для подземной
добычи руд, горнохимического сырья и строительных
материалов. Этим понятием иногда пользуются для обозначения нескольких шахт
(карьеров), объединенных в единую административнохозяйственную
единицу с централизованным хозяйством.

Карьер — горное предприятие, осуществляющее добычу полезных
ископаемых открытым способом. Разрез — карьер по добыче угля.

Прииск — горное предприятие по добыче россыпных месторождений
драгоценных металлов (золотой прииск).

Промысел — горное предприятие по добыче жидких и газообразных
полезных ископаемых (нефтяной промысел).

Разработкой месторождения называют комплекс работ по:

·  вскрытию;

·  подготовке;

·  очистной
выемке.

Эти работы являются стадиями разработки месторождения. Вскрытие и
подготовка осуществляются посредством проведения выработок. Забои проводимых
выработок называют подготовительными. Выемку (добычу) полезного ископаемого
ведут в очистных забоях, применяя при этом различные способы его разрушения.
Это в равной мере справедливо для твердых полезных ископаемых
как при подземных, так и открытых горных работах.

Подземная добыча связана с необходимостью проведения сети подземных
горных выработок, по которым добытое полезное ископаемое транспортируют на
поверхность (рис. 3.1). При добыче ископаемых углей наиболее распространен
механический способ разрушения, при добыче руд — взрывной.

Рисунок 3.1 — Схема угольной
шахты:
I, 2, 12— вертикальные выработки; 3, 4, 5, 10, 11—горизонтальные выработки;
6, 7, 8, 9 — наклонные выработки; 13 — насосная камера; 14 — очистной забой

Добытый уголь транспортируют по горным выработкам скребковыми или
ленточными конвейерами, в вагонетках электровозами или лебедками, а также под
действием собственного веса по желобам или трубам. На отдельных шахтах
применяют гидротранспорт, при котором перемещение угля в потоке воды
осуществляется по трубам или желобам. Для транспортировки руды на рудниках в
пределах добычных блоков применяют скреперную доставку или виброустановки, а по горизонтальным
выработкам—локомотивную откатку. Транспортирование полезного ископаемого и
пустой породы до шахтного ствола организует служба внутришахтного транспорта.

На поверхность полезное ископаемое и пустую породу
поднимают в специальных подъемных устройствах (сосудах) — скипах или
клетях. Клети оборудуют под заезд в них шахтных вагонеток. В клетях также
осуществляют спуск и подъем людей, оборудования и материалов. Комплекс
подъемных машин и оборудования называют шахтным подъемом.

Выданное на поверхность полезное ископаемое размещают на складах и
осуществляют отгрузку его потребителям или на обогатительную фабрику.

Для нормального функционирования шахты необходимо осуществлять:

·  снабжение
горных выработок свежим воздухом. Процесс обеспечения горных выработок и
рабочих мест воздухом называется вентиляцией. Поступающая
в шахту поток воздуха называется свежей струёй. Свежий воздух при
движении по горным выработкам загрязняется выделяющимися газами и пылью.
Поток такого воздуха называется исходящей струёй. Контроль
за состоянием вентиляции шахты и техники безопасности осуществляет участок
вентиляции и техники безопасности;

·  удаление
поступающей в горные выработки и накапливающейся в водосборнике воды. Система
сбора и удаления поступающей в горные выработки воды называется водоотливом.
При большой обводненности
месторождения осуществляют его осушение;

·  снабжение
работающих машин и различных установок электро и пневмоэнергией
(сжатым воздухом);

·  кондиционирование
поступающего в шахту воздуха. Этот процесс осуществляют в глубоких шахтах и
рудниках, где температура рудничной атмосферы за счет тепла, выделяющегося из
горных пород, обусловливает дискомфортность труда;

·  подачу
в шахту в зимнее время в районах с суровым климатом
подогретого в калориферах воздуха;

·  мероприятия
по предупреждению газодинамических явлений (внезапных выбросов угля и газа и
горных ударов) и эндогенных пожаров;

·  ликвидацию
последствий аварий в тех случаях, когда не удалось их предотвратить. Эти
работы выполняют подразделения специальной военизированной
горноспасательной части (ВГСЧ);

·  контроль за состоянием недр,
движением запасов и правильностью ведения горных работ. Его осуществляет маркшейдерская
служба. В ее задачи входит ведение горнографической
документации;

·  контроль за соблюдением правил
безопасного ведения горных работ. Его осуществляет горнотехническая
инспекция (ГТИ);

·  восстановление
участков земли, подвергшихся влиянию горных работ. Эти работы называются рекультивацией.
Их осуществляют как шахты, так и разрезы.

Поверхность современных шахт и рудников представляет собой комплекс зданий
и сооружений, обычно сгруппированных в блоки. На поверхности располагаются
здания подъемных машин, копры (конструкции для установки шкивов под канаты
клетей и скипов и разгрузки последних), эстакады, помещения
электроподстанции, механических мастерских, компрессорной, административнобытового комбината. На поверхности размещаются
материальные склады различного назначения.

Для повышения качества добытого полезного ископаемого осуществляют его обогащение.
С этой целью строят обогатительную фабрику как для одной, так и группы шахт.

При открытом способе добычи все горные работы проводят в открытых
горных выработках непосредственно с земной поверхности (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 — Схема открытой
разработки месторождения:
1 — экскаватор; 2 — автосамосвал; 3 — бульдозер; 4 — буровой станок; 5 —
рабочие горизонты;
6 — взорванная масса; 7 — залежь полезного ископаемого; 8 — скважины;
9 — въездная траншея; 10 — отвал пустых пород

В зависимости от условий залегания извлекают не только полезное
ископаемое, но и пустые породы в значительных объемах. Эти породы называют вскрышными
породами или вскрышей.

Основными производственными процессами при открытых горных работах
являются:

·  подготовка
горных пород к выемке;

·  выемочно-погрузочные
работы;

·  перемещение
карьерных грузов (авто- или железнодорожный
транспорт, а также конвейерная доставка);

·  отвалообразование вскрышных пород;

·  складирование
полезного ископаемого.

Основные достоинства открытых горных работ заключаются в следующем:

·  возможность
обеспечения высокого уровня комплексной механизации и автоматизации, что
обусловливает более высокую производительность труда и меньшие затраты на
добычу;

·  более
безопасные и комфортные условия труда;

·  меньшие
удельные капитальные затраты на строительство предприятия;

·  возможность
более полного извлечения полезного ископаемого.

Основные недостатки:

·  некоторая
зависимость от климатических условий;

·  необходимость
отчуждения значительных площадей земли;

·  нарушения
водного баланса недр.

Добычу полезных ископаемых со дна озер, морей, океанов (золото,
олово, платина, минералы, содержащие титан, цирконий и др.) осуществляют в
основном в пределах континентального шельфа и ложа мирового океана. Добыча
осуществляется земснарядами, черпаковыми элеваторами и грейферными грузчиками
через водную толщу, а также через горные выработки, проводимые с земной
поверхности. Средняя глубина подводной разработки в России 30 м.

Геотехнические способы разработки основаны на бурении скважин с
поверхности или из горных выработок, изменении физического или химического
состояния полезного ископаемого в недрах и извлечении его по скважинам на
поверхность. Перевод твердых полезных ископаемых в транспортабельное состояние
осуществляют механическим разрушением, плавлением, растворением, химической и
бактериально-химической обработкой. Наиболее
распространены:

·  подземная
выплавка серы;

·  подземная
газификация углей;

·  подземное
растворение солей;

·  бактериально-химическое выщелачивание
меди и др.

Объемы применения геотехнических способов разработки пока невелики.

Скважинная добыча широко применяется для извлечения жидких и
газообразных полезных ископаемых (нефть и природный газ). Под разработкой
нефтяного месторождения понимают осуществление процесса перемещения жидкости
и газа в пластах к эксплуатационным скважинам. Управление процессом движения
жидкостей и газа достигается размещением на месторождении нефтяных,
нагнетательных и контрольных скважин, количеством и порядком ввода их в
эксплуатацию, режимом работы скважин и балансом пластовой энергии.

Процесс добычи нефти включает:

·  движение
нефти по пласту к забою скважины за счет разности давлений в пласте и у
скважины;

·  движение
нефти от забоя скважины до устья на поверхности;

·  сбор
нефти, газа и воды на поверхности и их разделение.

Разработка газового месторождения включает:

·  извлечение
газов из недр;

·  сбор
газов;

·  подготовку
газов к транспортированию потребителям.

Особенность добычи газа из недр заключается в том, что весь путь газа от
пласта до потребителя герметизирован.

Вопросы для самоподготовки

1.  Какие
существуют способы добычи полезных ископаемых?

2.  Какие
существуют виды горнодобывающих предприятий?

3.  Назовите
основные стадии разработки месторождений.

4.  В
чем сущность и содержание подземной добычи полезных ископаемых?

5.  Какие
работы и мероприятия необходимо осуществлять для нормального функционирования
шахты?

6.  В
чем сущность открытого способа добычи полезных ископаемых?

7.  Назовите
основные производственные процессы при открытых горных работах.

8.  Какие
достоинства и недостатки открытых горных работ?

9.  В
чем сущность добычи полезных ископаемых со дна водоемов?

10.          
На чем основаны геотехнические способы
разработки?

11.          
Для чего применяется скважинная добыча?

12.          
Какие процессы выполняются при добыче нефти
и разработке газовых месторождений?

Назад
| Содержание | Вперед