Основні процеси гірничого виробництва

Добуванню корисних копалин передує їх розвідка для пошуку родовищ, визначення кількості та якості корисної копалини, встановлення основних елементів її залягання у надрах і характеру та властивостей навколишніх порід. Далі починається будівництво гірничого підприємства.

На практиці виділяють два основні способи розробки родовищ твердих корисних копалин: підземний та відкритий. Підземним називають спосіб, при якому родовища розробляють за допомогою підземних гірничих виробок. Особливістю відкритого способу розробки є те, що при ньому родовища розробляються за допомогою відкритих гірничих виробок.

У процесі розробки родовищ підземним способом виділяють три стадії гірничих робіт: розтин, підготовку та очисне вилучення. Розтином називають забезпечення доступу з поверхні землі до родовища (або його частини) за допомогою проведення гірничих виробок для створення умов підготовки корисної копалини до вилучення.

Гірничі виробки, які мають безпосередній вихід на земну поверхню, називають розтинаючими або капітальними (стовбури, штольні). В період експлуатації по цих виробках транспортують корисні копалини, пусті породи, людей, обладнання, а також через них вентилюють гірничі виробки, роблять водовідлив, каналізацію енергії. Запаси корисних копалин, для розробки яких проведені всі необхідні виробки розтину, називаються розкритими запасами. Правила безпеки та технологічної експлуатації шахт вимагають не менше двох виходів з підземних гірничих виробок на земну поверхню: по одному з них надходить у шахту свіже повітря, переміщуються люди, порода, допоміжні матеріали, вантажі та комунікації, а по другому відходить відпрацьоване повітря та видаються корисні копалини. Такими виходами зазвичай є вертикальні або похилі стовбури, а іноді й штольні, які розтинають родовище та з’єднані між собою в надрах. Глибина вертикальних стовбурів сягає 1200 м та більше.

Коли стовбур досягає наміченої глибини, то від нього проводять комплекс виробок пристовбурного двору, необхідних для обміну навантажених вагонів на порожні, навантаження ємностей, які підіймаються, обслуговування підземного господарства та сполучення стовбурів з головними вентиляційними виробками (квершлагами, штреками). У пристовбурному дворі будують основні камери, в яких розміщуються електропідстанція, насосна та інші.

Після розтину родовища та проходження необхідної кількості підготовчих виробок приступають до очисних робіт, безпосередньою метою яких є вилучення корисних копалин з родовищ. Вибої, в яких відбуваються очисні роботи, називають очисними вибоями, а виробки, які утворюються при цьому – очисними виробками.

Підземний організм шахти складний. Він має господарство по забезпеченню виробництва електроенергією, служби, які відають вентиляцією, відкачуванням води; є штреки, ходки, вентиляційні та вантажні штреки, прокладені кілометри конвеєрів, є залізниця, по якій маленькі електровози перевозять вагонетки. Але головне робоче місце в шахті – очисний вибій або лава: тут добувається корисна копалина.

Лава – це підземний коридор, який розрізає по горизонталі вугільний пласт. Його довжина – 200 м, а ширина – близько 3 м, висота менше 1 м (висота лави дорівнює товщі вугільного пласта).

Оскільки вугільний пласт залягає під кутом у кілька градусів, розрізняють верх лави і низ. Перпендикулярно до кінців лави проведені два ходка – верхній штрек та нижній штрек. Вздовж усього двохсотметрового коридору, біля самого вугільного пласта змонтований струговий прилад. За його допомогою вугілля руйнується та потрапляє на скребковий конвеєр, який виносить паливо у нижній штрек, звідти по стрічковому конвеєру вугілля рухається далі – до вагонеток. Струговий прилад, вибираючи вугілля, весь час рухається вперед. За ним шахтарі пересувають і кріплення. Вже непотрібна задня частина вибою, яка звільнилася від даху, від гірського тиску обвалюється. Таким чином лава, весь час рухаючись, постійно зберігає свої параметри.

Для створення безпечних умов досконалої роботи в очисних вибоях створено багато конструкцій механізованих комплексів для добування вугілля та інших корисних копалин. Підготовчі та виробки розтину відчувають також тиск гірських порід. Для забезпечення стійкості гірських виробок, тобто збереження форми поперечного перерізу та заданих розмірів, існує рудникове кріплення різних конструкцій та з різними параметрами.

Добуті в шахті корисні копалини доставляються з очисного вибою на земну поверхню до залізничних бункерів на збагачувальну фабрику. У шахті також здійснюється транспортування порожньої породи, яка утворюється при проходженні та ремонті гірських виробок, від вибою до поверхні, а також перевезення людей та матеріалів до місця робіт. Корисні копалини і порода доставляються у при стовбуровий двір (комплекс виробок біля стовбуру шахти), де переробляються, а потім по стовбуру шахти підіймаються на земну поверхню. Підняття по стовбуру здійснюється або у вагонетках, або у великих металевих ємностях-скіпах, вантажопідйомність яких до 50 т.

На поверхні шахти є комплекс будівель і споруд для переробки вантажів, обслуговування людей та забезпечення всіх виробничих процесів у шахті.

У підземних виробках накопичується вода, яка по водозбірних канавках у підошві кожної виробки стікає у спеціальні водозбірники в районі пристовбурного двору, а потім викачується на поверхню землі насосами, встановленими в насосній камері. Для вилучення води на поверхню з шахт або рудників з глибини 1000 м і більше у стовбурі будують проміжну насосну камеру.

Для нормальної та безпечної роботи під землею всі підземні виробки повинні бути забезпечені свіжим повітрям, що досягається вентиляцією. При цьому повинно бути забезпечено підтримання у гірничих виробках нормальної температури, вологості та видаленням продуктів вибухових робіт, пилу і газів.

При підземному способі розробки основні виробничі процеси відбуваються у підземних гірничих виробках. Підприємства по добуванню вугілля називають шахтами, по добуванню руди – рудниками.

Коли корисні копалини виходять на поверхню або залягають під невеликим (до 80 – 120 м) шаром порожніх порід, то вони розробляються відкритим способом. Відкритий спосіб розробки використовують при добуванні вугілля, руд чорних та кольорових металів, гірничотехнічної сировини та будівельних матеріалів. Порівняно з підземними він забезпечує більш повне вилучення корисних копалин, більш високу продуктивність праці, зазвичай нижчу собівартість добування корисних копалин, більші масштаби добування, безпечні умови роботи та сприятливі умови для залучення високопродуктивних та великих машин. Однак при відкритому способі доводиться виймати з надр землі порожніх порід у кілька разів більше, ніж корисних копалин. Окрім того, провітрювання в кар’єрах здійснюється важче і завдається велика шкода навколишньому середовищу.

Основними етапами відкритої розробки родовищ є підготовка поверхні, осушення, розтин та експлуатація родовища, відновлення порушених гірничими роботами земель (рекультивація).

Здійснення розкривних та добувних робіт на кар’єрах включає процеси відбивання, навантаження, транспортування та розвантажування порожніх порід і корисних копалин.

Відбивання полягає і відділенні породи або корисних копалин від целіка з одночасним розшаруванням їх, достатнім для навантаження з метою транспортування. Відділення від целіка та розшарування міцних порід здійснюється за допомогою буро вибухових робіт, навантаження – за допомогою екскаваторів.

Вийнята порожня порода переміщується у відвали, які можуть розташовуватися в межах (внутрішні відвали) або за межами (зовнішні відвали) розроблюваної ділянки. Добуті корисні копалини транспортуються за межі кар’єру на склади, або а приймальні бункери заводів, фабрик чи електростанцій, або на залізничні станції для відправлення споживачам.

Кінцевим процесом гірничого виробництва є збагачення корисних копалин, яке складається з первинної обробки сировини шляхом механічного розділення на компоненти з виділенням концентратів. Цим досягається приведення добутої сировини у стан, який забезпечує можливість безпосереднього використання (будівельні матеріали, коштовне каміння, вугілля) або подальшої технологічної переробки (різні руди). Збагачення корисних копалин відбувається на спеціальних фабриках. Іноді збагачування пов’язане з добуванням сировини (первинне збагачування вибої за рахунок сортування копалини та вилучення з неї порожніх включень і порід, рудо розробка, збагачення на драгах та при гідравлічній розробці).

Дата добавления: 2014-01-07