Основные понятия и определения подготовки месторождений
Подготовка шахтного поля к ведению очистных работ заключается в разделении его на этажи выработками основных горизонтов и каждого этажа на панели (мощные и сверхмощные месторождения) или блоки (при малой мощности месторождения). С помощью восстающих выработок горизонтальные и очень пологие месторождения (с углом падения меньше 5—10°) разрабатываются без разделения на этажи. В этом случае в шахтном поле проводятся главные и панельные штреки, обслуживающие поля или панели. Отдельно необходимо остановиться на понятии «панель», так как в горнотехнической литературе оно не имеет четкого определения.
Например, при разработке крутопадающих месторождений большой горизонтальной мощности Кривого Рога и KМA (горизонтальная мощность 200—600 м) панелью следует называть часть шахтного поля шириной, равной размеру блока по простиранию, и длиной, равной горизонтальной мощности залежи (рис. 11).
Каждая панель обслуживается одним пли несколькими ортамизаездами и фланговыми восстающими.
Следовательно, «панель блоков» — это самостоятельная технологическая ячейка шахтного поля.
При разработке пологих месторождений панелью называется часть шахтного поля, ограниченная по падению главным откаточным штреком и одной из границ шахтного поля или главными штреками, а по простиранию имеющая условные границы соседних полей или в качестве одной из границ —границу шахтного поля (рис. 12).
Необходимо разграничить понятия «подготовка месторождения» и «подготовка блоков».
Подготовка месторождения включает весь комплекс выработок, обслуживающих шахтное крыло и отдельные панели блоков. К ним относятся откаточные и вентиляционные штреки, орты, фланговые панельные восстающие и другие выработки, обслуживающие панель в целом.
Подготовка блока заключается в проведении блоковых подготовительных выработок, предназначенных для обслуживания только одного блока. В пределах блока завершается весь комплекс подготовительно-нарезных и очистных работ, свойственный данной системе разработки.
Размер блока по простиранию рудного тела изменяется от 30 до 100 м, но в основном составляет 40—60 м. Деление выработок на подготовительные и нарезные зависит от срока их службы, производственного назначения и источника финансирования.
Если стоимость выработок (штреков, ортов, панельных штреков), служащих для подготовки этажа, явно относится к капитальным затратам, то стоимость выработок подготовки блока с точки зрения классификации их на подготовительные и нарезные будет зависеть от источника финансирования.
По классификации Криворожского горнорудного института к подготовительным относятся выработки, которые предназначены для обслуживания блока на всю его высоту в течение всего срока отработки. К нарезным относятся выработки, которые позволяют приступить непосредственно к очистной выемке и являются её началом (слоевые, подэтажные орты и штреки, рудоспуски, буровые выработки, отрезные восстающие, выработки для подсечки блока и его вентиляции. Таким образом, проведение нарезных выработок обеспечивает запасы, готовые к выемке.
С 1962 г. введена инструкция для учета вскрытых, подготовленных и готовых к выемке рудных запасов, согласно которой к подготовительным, относятся только выработки откаточных горизонтов (подготовка месторождения и подготовка блока), к нарезным — все выработки, проводимые в пределах блоков выше откаточного горизонта.
Затраты на подготовительные выработки относятся к эксплуатационным расходам текущего месяца, как и нарезные работы.
Таким образом, в настоящее время существуют различные подходы к подготовительным и нарезным выработкам с точки зрения их финансирования.
А.Ф. Хивренко и В.И. Долгий предлагают классифицировать выработки по их экономическому значению, назначению, сроку службы и трудоемкости проведения.
В соответствии с их классификацией стадии отработки блока выглядят следующим образом: сначала подготовка блоков — проведение подготовительных и нарезных выработок (основных и вентиляционных), затем нарезка блоков и проведение выработок системной группы для очистной выемки. Назначение последних выработок заключается в обеспечении производственных операций по очистной выемке (срок службы выработок равен периоду времени соответствующей операции очистной выработки).
Изложенное соответствует определениям подготовки и нарезки блоков по расположению выработок: подготовка блоков — проведение выработок между откаточным горизонтом и горизонтом доставки (или днища блока, подэтажа); нарезка блоков — проведение выработок в днище блока (подэтажа).
Ценность классификаций заключается в правильности технического обоснования планируемых объемов подготовительных и нарезных работ.
С этой точки зрения следует рассмотреть понятия «схема подготовки» и «способ подготовки», которые очень часто употребляются как идентичные. Это вызвано тем, что существующее определение «подготовка» недостаточно конкретно, а общепринятые классификации не учитывают возросшего разнообразия выработок и новых геотехнических способов разработки полезных ископаемых.
Согласно Комитету технической терминологии АН России «Подготовка — проходка выработок, осуществляемая после вскрытия и обеспечивающая возможность ведения очистных работ». Разнообразие технологических назначений и сочетаний горных выработок, их расположения относительно месторождения, вмещающих пород, угла падения и простирания рудных тел вызывает необходимость в четком разграничении понятий «схема» и «способ» подготовки шахтных полей. Следует учитывать не только расположение подготовительных выработок относительно шахтного поля, но и число одновременно вскрываемых и отрабатываемых горизонтов.
В принятой классификации (табл. 3) способы подготовки характеризуются типом, числом и расположением основных подготовительных выработок этажа относительно месторождения и делятся на простые (когда подготовка осуществляется однотипными основными подготовительными выработками) и комбинированные (когда подготовка осуществляется сочетанием разных типов основных подготовительных выработок. О.А. Байконуров предложил несколько упрощенную классификацию:
Простые способы подготовки
Подготовка главными штреками по месторождению:
- один главный штрек и орты;
- несколько главных штреков.
Подготовка главными штреками во вмещающих породах:
- один главный штрек;
- несколько главных штреков.
Комбинированные способы подготовки
Подготовка главными штреками и ортами по месторождению:
- один главный штрек и орты;
- несколько главных штреков и ортов.
Подготовка главными штреками и ортами во вмещающих породах:
- один главный штрек и орты;
- несколько главных штреков и орты.
Рассмотренные классификации недостаточно увязаны с технологией добычи руды, условиями работы рудничного транспорта, осушением месторождения; к подготовительным выработкам относятся и выработки верхнего горизонта (вентиляционного и дренажного). Поэтому настала необходимость ввести в практику горнорудной промышленности понятие «схема подготовки», которое должно характеризовать подготовку месторождения с точки зрения эффективной работы рудничного транспорта, возможности его автоматизации (тупиковая, кольцевая схема подготовки), отражать схемы осуществления (кольцевые, радиальные, прямолинейные дрены) и гравитационного потока руды (в пределах рудного тела или в лежачем или висячем боку). Следовательно, схема подготовки должна охватывать всю сеть выработок в плане и по вертикали (вкрест простирания рудного тела), а также учитывать все поставленные выше требования.