Спосіб розкриття та підземної розробки рудних родовищ корисних копалин

Реферат: Спосіб розкриття та підземної розробки рудних родовищ корисних копалин, згідно з яким розкриття родовища горизонтальними розкривними виробками здійснюється як від флангових вентиляційних стволів та допоміжного вертикального ствола, так і від похилого рудопідйомного ствола, основним самохідним буровим, зарядним, навантажувальним та транспортним обладнанням, яке в подальшому буде задіяне на розробці родовища. Обладнання спускається на будівельні горизонти по вертикальних стволах за допомогою лебідок, а по похилому стволу самостійно, безпосередньо в ході будівництва стволів після досягнення ними відповідних будівельних горизонтів. Виконується розробка і транспортування гірських порід по виробках, що проходяться, до місць перевантаження на устаткування підйому на поверхню. В вертикальних стволах для підйому служать прохідницькі бадді при будівництві стволів та породні скіпи чи кліті після завершення будівництва. В похилому стволі - вантажно-доставлювальні машини і автосамоскиди при будівництві та стрічковий конвеєрний підйомник після завершення будівництва ствола. UA 100101 C2 (12) UA 100101 C2 UA 100101 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої промисловості і може бути використаний при підземній розробці потужних крутоспадних рудних тіл родовищ корисних копалин. Відомий спосіб розкриття та підземної розробки родовищ корисних копалин, що включає розкриття родовища вертикальними рудопідйомним, допоміжним і вентиляційними стволами, розкривними, підготовчими, нарізними і відкаточними виробками, похилими з'їздами, ходовими і вентиляційними підняттєвими та його розробку з виконанням буровибухових робіт, обваленням руди, випуском її в транспортні засоби на відкотному горизонті, доставкою до рудопідйомного ствола, подрібненням, при необхідності, та переміщенням на поверхню для наступної переробки (Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - Т. 4. - С. 416, 417.). Розкриття родовища за цим способом здійснюється стволопрохідницькими комплексами для будівництва вертикальних стволів, до складу кожного з яких входять прохідницький полок, бурильна установка для групового буріння шпурів, грейферна навантажувальна машина, саморозвантажувальні бадді для підняття породи на поверхню, металева пересувна опалубка. Стволопрохідницький комплекс утримується в стволі на канатах за допомогою копра та підйомної машини та періодично опускається у міру поглиблення робіт. Під час проходження стволів на рівнях майбутніх горизонтів створюються короткі горизонтальні виробки (сполучення), призначені для розміщення обладнання, що виконуватиме подальше будівництво навколоствольних дворів та проходку горизонтальних виробок. Після завершення проходки стволів та спорудження монолітного бетонного кріплення, стволопрохідницькі комплекси виймаються та виконується армування стволів з закріпленням в них розстрілів та провідників. Останні призначені забезпечувати напрямлений рух скіпів та клітей. Тимчасові копри та підйомні машини демонтуються, а на їх місці споруджуються постійні копри. Рудопідйомний і допоміжний копри виконуються баштового типу з монолітного бетону або залізобетонних плит та з розміщенням підйомних машин на вершинах башт, а вентиляційні копри виконуються, як правило, металевими - зі збірних конструкцій та з наземним розміщенням підйомних машин. Рудопідйомний ствол облаштовується двома парами скіпів, допоміжний, як правило, двома клітями та породним скіпом з противагою. Вентиляційні стволи облаштовуються кліттю і драбинами для аварійного виходу на поверхню. Цими стволами після завершення спорудження розкривних виробок та переходу до розробки родовища за допомогою потужних вентиляторів здійснюватиметься відсмоктування повітря з рудника, яке подаватиметься туди через рудопідйомний і допоміжний стволи. Після завершення облаштування стволів переходять до прохідки горизонтальних виробок розкривних, підготовчих, нарізних і відкотних. Для цього через допоміжний та вентиляційні стволи за допомогою підйомних машин в клітях чи підвішеним під ними або за допомогою лебідки на окремому канаті опускають будівельне гірниче обладнання для прохідки горизонтальних виробок. Цим обладнаням виконується повний комплекс прохідницьких робіт буріння шпурів, заряджання їх вибуховими речовинами, виймання порушених вибухом порід, навантаження та транспортування їх до підйомного устаткування. Транспортування порід до допоміжного та вентиляційних стволів здійснюють вагонетками по вузькоколійній залізниці. Біля допоміжного ствола пусті породи перевертачами вагонеток вивантажуються в бункер породонавантажувального комплексу, з якого за допомогою дозувальників необхідна їх кількість подається в скіп для транспортування на поверхню родовища. В приствольних дворах вентиляційних стволів встановлюють тільки обладнання для обміну вагонеток, а транспортування порід на поверхню здійснюється безпосередньо в вагонетках шляхом закочування їх всередину кліті. Проходка горизонтальних виробок може вестись як на одному поверсі, так і на групі поверхів, як назустріч виробкам, що проходяться від інших стволів, так і самостійно. Провітрювання виробок здійснюється автономними системами подачі повітря по повітропроводах. Горизонтальні виробки, пройдені на різних поверхах, з'єднують за допомогою вентиляційних підняттєвих, рудоспусків та з'їздів для самохідних машин. Після завершення спорудження першочергових гірничо-капітальних виробок вводиться в дію головна вентиляційна система, що забезпечує провітрювання рудника за постійною схемою, а після завершення облаштування виробок необхідним устаткуванням розпочинають промислову розробку корисної копалини. Розробка корисної копалини здійснюється основним самохідним прохідницьким, опоряджувальним, буровим, зарядним та виймально-транспортним обладнанням. Як і будівельне обладнання для проходки горизонтальних виробок це обладнання опускають на свої робочі горизонти через допоміжний чи вентиляційні стволи за допомогою підйомних машин в клітях чи підвішених під ними або за допомогою лебідки на окремому канаті в частково розібраному стані. В подальшій роботі воно самостійно переміщується на нові горизонти по міжповерхових похилих з'їздах. 1 UA 100101 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Прохідницьке та опоряджувальне обладнання забезпечує створення необхідних для ведення очисних робіт виробок, бурове і зарядне обладнання - буріння свердловин для ведення вибухових робіт по обваленню руди в очисних камерах. Виймально-транспортне обладнання забезпечує виїмку обваленої рудної маси з вибоїв очисних камер та доставку її до капітальних рудоспусків. Перепущена по рудоспусках на концентраційний горизонт рудна маса випускними пристроями завантажується у вагонетки при локомотивній відкатці составів або в кузови колісних транспортних засобів при відкатці автосамоскидами чи самохідними вагонами. Далі руда транспортується до рудопідйомного ствола, де подрібнюється переважно в одну стадію і перевантажується в скіпи для підйому на поверхню родовища. Пусті породи від проходки виробок тими же засобами транспорту транспортуються до допоміжного ствола, де перевантажуються в породні скіпи за допомогою бункерного породного комплексу. Достоїнством цього способу розкриття та підземної розробки корисних копалин є можливість прискореного розкриття родовища за рахунок спорудження горизонтальних виробок одночасно як від вентиляційних стволів, так і від допоміжного ствола. Система розробки має високу гнучкість за рахунок використання високомобільного самохідного прохідницького, опоряджувального, бурового, зарядного та виймально-транспортного обладнання, високої продуктивності і великої надійності. Стаціонарні дробильно-перевантажувальний комплекс, розташований на концентраційному горизонті біля рудопідйомного ствола, та бункерний породний комплекс, розташований біля допоміжного ствола, забезпечують надійне подрібнення та перевантаження в скіпи рудопідйомного ствола видобутої руди, а в скіпи допоміжного ствола - пустих порід. Проте в цьому способі є ряд недоліків, а саме: - через спорудження баштового копра з монолітного бетону або залізобетонних плит та розміщення підйомної машини на вершині башти допоміжний ствол, який оснащується високопродуктивним породопідйомним комплексом має довший, як правило на рік і більше, строк введення в дію порівняно з вентиляційними стволами, що суттєво подовжує термін будівництва рудника в цілому; - клітьові підйомні установки вентиляційних стволів мають недостатні можливості по підйому порід від проходки виробок, чим обмежують швидкість їх спорудження, а значить теж подовжують термін будівництва рудника в цілому; - швидкість спорудження виробок без нарощування кількості відкотного обладнання постійно та більшою мірою зменшуватиметься у міру віддалення прохідницьких вибоїв від вентиляційних та допоміжного стволів та збільшення відстані доставки порід до підйомних пристроїв; - частина будівельного прохідницького обладнання для гірничо-капітальних робіт після завершення будівництва та з початком розробки родовища через зменшення об'ємів робіт та темпів підготовки нових виробок стане непотрібним; - з початком промислової розробки родовища велика відстань доставки рудної маси вантажно-доставлювальними машинами з вибоїв очисних камер до капітальних рудоспусків обмежуватиме використання машин з електричним приводом та постачанням електроенергії по кабелю, та змушуватиме використовувати машини з дизельними двигунами, призводитиме до суттєвого збільшення кількості машин та машиністів, вимагатиме великих витрат часу; - використання машин з дизельними двигунами суттєво збільшує кількість повітря, яка має бути подана в підземні виробки, що вимагає збільшення діаметра стволів для подачі і відсмоктування повітря та значно збільшує потужності вентиляційних установок, а в цілому веде до подорожчання вартості будівництва та експлуатації всього рудника; - для досягнення суттєвої продуктивності рудника при локомотивній відкатці доводиться використовувати велику кількість вагонеток і локомотивів при транспортуванні рудної маси до рудопідйомного ствола, а пустих порід до допоміжного, що в свою чергу веде до відповідного збільшення кількості машиністів; - локомотивна відкатка вимагає створення складної системи розв'язок навколо рудоспусків, рудопідйомного та допоміжного стволів для розвертання составів після завантаження та розвантаження з відповідною кількістю стрілок, засобів їх перемикання та пристроїв керування рухом; - завантаження вагонеток вимагає присутності машиніста локомотива біля випускного пристрою, що пов'язано з додатковими втратами часу при завантаженні состава, чи передбачення окремого працівника для управління процесом; - відповідні складнощі та витрати часу виникають і при розвантаженні составів біля дробильно-перевантажувального та породопідйомного комплексів; 2 UA 100101 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - експлуатація великої кількості вагонеток, локомотивів, колій, засобів механізації та керування рухом вимагають створення підземної ремонтної бази, що пов'язано з необхідністю створення додаткових камер та їх облаштуванням і додатковими витратами коштів; - обслуговування такого складного транспортного господарства веде до суттєвого збільшення чисельності персоналу в чотирикратному розмірі до збільшення кількості робочих місць, відповідного збільшення фонду оплати праці та собівартості продукції; - наявність колій на концентраційному горизонті суттєвого ускладнює, переміщення по ньому колісних машин для обслуговування виробок, доставки персоналу, матеріалів і запасних частин, що пов'язано з додатковими труднощами, або ж веде до збільшення перерізу виробки для забезпечення окремого проїзду для колісного транспорту; доставка рудної маси від рудоспусків до дробильно-перевантажувального комплексу, а пустих порід від породоспусків до перевантажувального комплексу допоміжного ствола при використанні пневмоколісних транспортних засобів вимагає застосування потужних автосамоскидів з відповідною кількістю машиністів; - переріз відкотних виробок концентраційного горизонту при використанні пневмоколісних транспортних засобів має забезпечувати вільний роз'їзд автосамоскидів на будь-якій ділянці виробки, що вимагає відповідного збільшення його параметрів, а значить збільшення витрат при будівництві; - експлуатація автосамоскидів також вимагатиме створення підземної ремонтної бази із значною ємністю камер і відповідною кількістю персоналу, та відповідних витрат коштів. Відомий також спосіб розкриття та підземної розробки родовищ корисних копалин, що включає розкриття родовища похилим рудопідйомним, вертикальними допоміжним і вентиляційними стволами та похилим з'їздом, розкривними, підготовчими, нарізними і відкотними виробками, ходовими і вентиляційними підняттєвими та його розробку з виконанням буровибухових робіт, обваленням руди, вийманням та перепусканням її по рудоспуску в дробильно-перевантажувальний комплекс, вивантаженням в транспортні засоби на відкотному горизонті, відкаткою до похилого рудопідйомного ствола та переміщенням на поверхню для наступної переробки Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - Т. 4. - С. 416, 417, рис. 4). Конструкції вертикальних стволів, копрів над ними та внутрішнє облаштування стволів аналогічні попередньому способу. Допоміжний ствол з баштовим копром з монолітного бетону або залізобетонних плит облаштовується двома клітями та породними скіпами з противагами. Вентиляційні стволи з металевими копрами зі збірних конструкцій облаштовуються кліттю і драбинами для аварійного виходу на поверхню. Розкриття родовища за цим способом здійснюється аналогічними стволопрохідницькими комплексами для будівництва вертикальних стволів та прохідницькими комплексами для будівництва похилих стволів та з'їздів. Проходку горизонтальних розкривних, підготовчих, нарізних і відкотних виробок від вентиляційних, а згодом і від допоміжного стволів здійснюють за допомогою аналогічних попередньому способу будівельних прохідницьких комплексів, що за допомогою підйомних машин в клітях чи підвішеними під ними або за допомогою лебідки на окремому канаті опускаються на відповідні горизонти. Цим обладнанням виконується повний комплекс прохідницьких робіт - буріння шпурів, заряджання їх вибуховими речовинами, виймання порушених вибухом порід, навантаження та транспортування їх до підйомного устаткування. Транспортування порід до вентиляційних та допоміжного стволів здійснюють вагонетками по вузькоколійній залізниці. Транспортування порід на поверхню по вентиляційних стволах здійснюється безпосередньо в вагонетках шляхом закочування їх до кліті, а до допоміжного ствола - породним скіпом. Спорудження похилих ствола та з'їзду здійснюється основним самохідним прохідницьким обладнанням, яке в подальшому буде задіяне на розробці родовища, - буровим, зарядним, виймально-транспортним та опоряджувальним. Транспортування висаджених пустих порід від прохідницьких вибоїв на поверхню родовища здійснюється в ковшах вантажнодоставлювальних машин, а при значній довжині похилої виробки - в кузовах автосамоскидів. Під час проходження похилих ствола та з'їзду на рівнях майбутніх горизонтів створюються відгалуження, від яких розпочинатиметься проходка аналогічним обладнанням горизонтальних виробок відповідного поверху. Як і в попередньому способі проходка горизонтальних виробок може вестись як на одному поверсі, так і на групі поверхів, як назустріч виробкам, що проходяться від інших стволів, так і самостійно. Провітрювання виробок здійснюється автономними системами подачі повітря по повітропроводах. Горизонтальні виробки, пройдені на різних поверхах, з'єднують за допомогою 3 UA 100101 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вентиляційних підняттєвих, рудоспусків та з'їздів для самохідних машин. Транспортування на поверхню пустих порід, що утворюватимуться при прохідці виробок після введення в дію допоміжного ствола, здійснюватиметься в основному його породопідйомним скіповим комплексом. Після завершення спорудження першочергових гірничокапітальних виробок вводиться в дію головна вентиляційна система, що забезпечує провітрювання рудника за постійною схемою, а після завершення облаштування виробок необхідним устаткуванням розпочинають промислову розробку корисної копалини. Розробка корисної копалини за цим способом також здійснюється основним самохідним прохідницьким, опоряджувальним, буровим, зарядним та виймально-транспортним обладнанням, яке заводиться на робочі горизонти по похилому з'їзду в повністю зібраному та готовому до роботи стані. Виймально-транспортне обладнання доставляє руду з вибоїв очисних камер до рудоспусків. Перепущена по рудоспусках на концентраційний горизонт рудна маса випускними пристроями подається в дробильно-перевантажувальний комплекс для подрібнення до необхідного розміру, далі завантажується в транспортні засоби на відкотному горизонті, з них перевантажується на конвеєр похилого рудопідйомного ствола, яким і транспортується на поверхню родовища. Пусті породи від проходки нових виробок при освоєнні нових горизонтів перепускаються по породоспусках на концентраційний горизонт, по якому вагонетками транспортуються до допоміжного ствола, де перевантажуються в породні скіпи за допомогою бункерного породного комплексу. Як і у попереднього, достоїнством цього способу розкриття та підземної розробки родовищ корисних копалин є можливість прискореного розкриття родовища за рахунок спорудження горизонтальних виробок як від вентиляційних, так і від допоміжного стволів. Але з'являються ще і додаткові можливості прискорення розкриття родовища - від похилих ствола та з'їзду. Спосіб дозволяє також завести на робочі горизонти основне гірничо-капітальне обладнання в повністю зібраному та готовому до роботи стані по похилих стволу та з'їзду, що ним же і споруджуються. Система розробки має високу гнучкість за рахунок використання високомобільного самохідного прохідницького, опоряджувального, бурового, зарядного та виймально-транспортного устаткування високої продуктивності і великої надійності. Стаціонарний дробильно-перевантажувальний комплекс, розташований на концентраційному горизонті біля капітального рудоспуску, забезпечує надійне подрібнення та перевантаження видобутої руди на стрічку конвеєра похилого рудопідйомного ствола. Порівняно з попереднім за цим способом скорочується кількість обслуговуючого персоналу, оскільки процес транспортування подрібненої руди суттєво спрощується і може бути значною мірою автоматизований. Але і в цього способу є цілий ряд недоліків, а саме: - через спорудження похилого рудопідйомного ствола значної довжини, бо його кут нахилу не може перевищувати 16°, та похилого з'їзду ще більшої довжини, кут нахилу якого, як правило, не перевищує 8°, проходка горизонтальних виробок із них може розпочинатись з суттєвим відставанням порівняно з прохідкою виробок від вентиляційних стволів; - через спорудження баштового копра з монолітного бетону або залізобетонних плит та розміщення підйомних машин на вершині башти допоміжний ствол, який оснащується високопродуктивним, але через спорудження міжповерхових камер та оснащення їх бункерами, живильниками, дозаторами та заслінками є складним в спорудженні, породопідйомним комплексом, також має довший, як правило на рік і більше, строк введення в дію порівняно з вентиляційними стволами, що суттєво подовжує термін будівництва рудника в цілому; - клітьові підйомні установки вентиляційних стволів мають недостатні можливості по підйому в вагонетках порід від проходки виробок та обмежують цим швидкість їх спорудження, чим теж подовжують загальний термін будівництва рудника; - швидкість спорудження виробок без нарощування кількості відкотного обладнання постійно та більшою мірою зменшуватиметься у міру віддалення прохідницьких вибоїв від вентиляційних та допоміжного стволів та збільшення відстані транспортування порід до підйомних пристроїв; - частина будівельного прохідницького обладнання після завершення будівництва та з початком розробки родовища через зменшення об'ємів гірничо-капітальних робіт та необхідних темпів підготовки нових виробок стане непотрібним; - велика відстань транспортування рудної маси виймально-транспортними машинами при розробці родовища з вибоїв очисних камер до обмеженої (1-2) кількості капітальних рудоспусків веде до значного збільшення кількості машин з дизельним приводом та їх машиністів та пов'язана з великими втратами часу; - кількість капітальних рудоспусків обмежується необхідністю облаштування кожного з них відповідним комплексом стаціонарного дробильного, скоріше всього у дві стадії подрібнення, 4 UA 100101 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сортувального та перевантажувального обладнання, що пов'язано з суттєвими витратами коштів та часу; - використання машин з дизельними двигунами ще більшою мірою збільшує кількість повітря, яка має бути подана в підземні виробки, що спонукає значне збільшення діаметра стволів для подачі і видалення повітря та ще значніше збільшення потужності вентиляційних установок з відповідним подорожчанням вартості будівництва та експлуатації всього рудника; - пусті породи, що утворюються при прохідці підготовчих, нарізних та відкотних виробок безпосередньо в ході розробки родовища породним скіпом допоміжного ствола підіймаються на поверхню, а потім в системах розробки з закладкою виробленого простору знов повертаються на відповідний поверх для закладки камер першої черги у складі твердіючих сумішей чи просто як сухий заповнювач камер другої черги, що пов'язано з додатковими енергозатратами та є неекономічним; - доводиться проходити дві значні по довжині похилі виробки - рудопідйомний ствол та з'їзд для заїзду самохідного основного і допоміжного обладнання механізації виробничих процесів, що збільшує витрати часу і коштів на розкриття родовища. Скоротити строк розкриття родовища можна, якщо проходку горизонтальних виробок здійснювати безпосередньо в ході будівництва як від флангових вентиляційних та допоміжного вертикальних, так і від похилого рудопідйомного стволів, з моменту досягнення ними відповідних горизонтів та спорудження приствольних сполучень, необхідних для розміщення обладнання, що виконуватиме подальшу проходку горизонтальних виробок. Устаткуванням підйому пустих порід від проходки горизонтальних виробок на поверхню під час будівництва стволів слугуватимуть прохідницькі бадді, а після завершення будівництва та облаштування вертикальних стволів - породні скіпи або кліті, в залежності від необхідної продуктивності. Кліті будуть виконувати також і доставку персоналу та допоміжних матеріалів. Устаткуванням підйому порід на поверхню в похилому рудопідйомному стволі слугуватимуть вантажнодоставлювальні машини чи автосамоскиди при будівництві ствола та стрічковий конвеєрний підйомник після завершення його будівництва і облаштування. Устаткуванням проходки горизонтальних виробок служитиме основне бурове, зарядне, навантажувальне та доставлювальне обладнання, яке в подальшому буде задіяне на розробці родовища. Уникнути зменшення швидкості спорудження виробок у міру віддалення прохідницьких вибоїв та збільшення відстані транспортування порід до підйомних пристроїв вентиляційних та допоміжного стволів можна, якщо відмовитись від транспортування порід в вагонетках по залізниці. Замість них доцільно використати дуже мобільні вантажно-доставлювальні машини або автосамоскиди, які будуть розвантажуватись безпосередньо в горизонтальних виробках сполучень вертикальних стволів з приствольними дворами та в виробках сполучень квершлагів з похилим стволом в бункерно-конвеєрні перевантажувачі, що здійснюють приймання гірської маси та контрольоване по вазі та продуктивності перевантаження її на устаткування підйому на поверхню. Використання цих машин дозволить також відмовитися від складних у спорудженні та капіталомістких міжповерхових камер з бункерно-породними комплексами. Між бункерноконвеєрними перевантажувачами та устаткуванням підйому на поверхню при доцільності можливе додаткове застосовування одного чи кількох з'єднувальних конвеєрів, що при необхідності виконуватимуть і функції акумулювання та дозованого відвантаження гірської маси. Зменшити відстань відкатки рудної маси вантажно-доставлювальними машинами з вибоїв очисних камер до рудоспусків при розробці родовища, а значить відповідно зменшити кількість вантажно-доставлювальних машин та машиністів і скоротити витрати часу, що в цілому дозволить суттєво скоротити капітальні витрати на будівництво рудника, можна, якщо уздовж рудного тіла спорудити стільки рудоспусків скільки їх буде необхідно з умови ефективного використання машин з електричним приводом з постачанням електроенергії по кабелю, що має обмежену довжину. Сучасна бурова техніка дозволяє в дуже короткі терміни і з невисокими витратами проходити рудоспуски необхідного перерізу з достатньо гладкими стінками, які непотрібно додатково облаштовувати і футерувати. Відмовитись від облаштування збільшеної кількості рудоспусків відповідною кількістю комплексів стаціонарного дробильного, сортувального та перевантажувального обладнання, що пов'язано з суттєвими витратами коштів та часу, можна, якщо як згадане обладнання застосувати самохідні чи пересувні дробильно-сортувальні комплекси. Кожен з комплексів складатиметься з однієї чи кількох послідовно з'єднаних дробильно-сортувальних установок початкових стадій подрібнювання. Кількість комплексів визначається необхідною продуктивністю рудника, а місце їх встановлення - ділянками концентраційного горизонту з 5 UA 100101 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 найбільшими на поточний момент запасами руди в акумуляційних ємностях рудоспусків чи з потенціалом систематичного їх наповнення в конкретний період часу. Відмовитись від транспортування на поверхню родовища пустих порід, що утворюються при проходці підготовчих, нарізних та відкотних виробок безпосередньо в ході розробки родовища можна, якщо в системах розробки з закладкою виробленого простору вони, устаткуванням підйому, що встановлене в вертикальних стволах, транспортуватимуться на поверх, з якого здійснюються закладальні роботи, а по поверху до закладальної камери переміщуватимуться одним з відомих способів, наприклад вантажно-доставлювальною машиною, автосамоскидом, самохідним вагоном чи конвеєром. Відмовитись від проходження двох значних по довжині похилих виробок - рудопідйомного ствола і з'їзду для заведення самохідного основного та допоміжного обладнання механізації виробничих процесів, а значить зменшити витрати часу і коштів на розкриття родовища, можна, якщо підйомний конвеєр розмістити в верхній чи в боковій частині рудопідйомного ствола, а переріз ствола підібрати з таким розрахунком, щоб в його іншій частині могло вільно в повністю працездатному, в транспортному, чи в частково розібраному стані проїжджати самохідне та пересувне основне і допоміжне обладнання, що працюватиме на підземних роботах. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу розкриття та підземної розробки родовищ корисних копалин, в якому завдяки зміні схеми розкриття і технології транспортування та за рахунок удосконалення облаштування стволів, складу і кількості гірничих виробок та схеми їх розміщення, удосконаленого підбору якісно нового основного гірничотранспортного та дробильно-сортувального обладнання, застосування гнучких схем його пересування та повного використання його потенціалу забезпечується підвищення ефективності ведення підземних гірничих робіт на складних, особливо зі значними розмірами рудного тіла по простяганню та поширенні його на значну глибину, родовищах корисних копалин як при їх розкритті, так і при розробці. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі, який включає поділ родовища по вертикалі на поверхи та групи поверхів при поетапній розробці, а по горизонталі на очисні блоки, розкриття родовища проходкою вертикальних і похилого стволів, горизонтальних розкривних, підготовчих і нарізних виробок, вентиляційних і ходових підняттєвих, та його розробку виконанням буровибухових робіт, обваленням руди, випуском її в транспортні засоби на відкотному горизонті і переміщення для наступної переробки, розкриття родовища горизонтальними розкривними виробками здійснюється як від флангових вентиляційних та допоміжного вертикальних, так і від похилого рудопідйомного стволів основним самохідним буровим, зарядним, навантажувальним та транспортним обладнанням, яке в подальшому буде задіяне на розробці родовища, що спускається на будівельні горизонти по вертикальних стволах за допомогою лебідок в зібраному або в частково розібраному, при необхідності, стані, а по похилому стволу - самостійно в повній готовності, безпосередньо в ході будівництва стволів після досягнення ними відповідних будівельних горизонтів та утворення сполучень для приствольних дворів, та виконує розробку і транспортування гірської маси по виробках, що проходяться, до місць перевантаження на устаткування підйому на поверхню, якими служать в вертикальних стволах прохідницькі бадді при будівництві стволів та породні скіпи чи кліті після завершення будівництва і облаштування стволів необхідним обладнанням, а в похилому стволі вантажно-доставлювальні машини і автосамоскиди при будівництві та стрічковий конвеєрний підйомник після завершення будівництва і облаштування ствола. Перевантаження гірської маси з транспортних машин на устаткування підйому виконується безпосередньо в горизонтальних виробках сполучень вертикальних стволів з приствольними дворами та в виробках сполучень квершлагів з похилим стволом бункерно-конвеєрними перевантажувачами, що здійснюють приймання гірської маси від транспортних машин та контрольоване по вазі та продуктивності перевантаження її на устаткування підйому на поверхню. Між бункерно-конвеєрними перевантажувачами та устаткуванням підйому на поверхню при доцільності додатково застосовується один чи кілька з'єднувальних конвеєрів, що при необхідності виконуватимуть і функції акумулювання та дозованого відвантаження гірської маси. З переходом на постійну схему розробки родовища, стрічковий конвеєрний підйомник переводиться на транспортування корисної копалини, а до бункерно-конвеєрних перевантажувачів та, при наявності, з'єднувальних конвеєрів, що працюють з ними в комплексі, та яких може бути кілька в залежності від кількості горизонтів, що відпрацьовуються, та від продуктивності підйомника, додаються самохідні чи пересувні дробильно-сортувальні комплекси, кожен з яких складається з однієї чи кількох послідовно з'єднаних дробильносортувальних установок початкових стадій подрібнювання. 6 UA 100101 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пусті породи, що утворюються в процесі розробки, переміщуються до розташованих поблизу вертикальних чи похилого стволів та транспортуються на поверх, з якого здійснюються закладальні роботи, а по поверху до закладальної камери транспортуються одним з відомих способів, наприклад, вантажно-доставлювальною машиною, автосамоскидом, самохідним вагоном чи конвеєром. На фіг. 1 представлено схему здійснення способу на прикладі розкриття та підземної розробки залізорудного родовища зтрьох рудних тіл, вид в плані на концентраційний горизонт, на фіг. 2, 3 і 4 - перевантаження гірської маси в горизонтальних виробках сполучень вертикальних стволів з приствольними дворами за допомогою бункерно-конвеєрних перевантажувачів, що здійснюють приймання гірської маси від транспортних машин та контрольоване по вазі та продуктивності завантаження її в устаткування підйому на поверхню, відповідно: в породний скіп при введенні в експлуатацію ствола і розробці родовища, в прохідницьку баддю при будівництві ствола, в вагонетку для підйому в кліті при введенні в експлуатацію ствола і розробці родовища, види в плані; на фіг. 5, 6 і 7 - перевантаження гірської маси за допомогою бункерно-конвеєрних перевантажувачів в устаткування підйому на поверхню, відповідно: в породний скіп при введенні в експлуатацію ствола і розробці родовища, в прохідницьку баддю при будівництві ствола, в вагонетку для підйому в кліті при введенні в експлуатацію ствола і розробці родовища, види в розрізі по вертикальній повздовжній площині; на фіг. 8 - розвантаження транспортних машин в бункерно-конвеєрний перевантажувач, вид в розрізі по вертикальній площині по поперечній відкотній виробці; на фіг. 9 - розміщення дробильно-сортувального комплексу в з'єднувальній виробці, вид в розрізі по вертикальній площині. Спосіб на прикладі складного залізорудного родовища, що складається з трьох рудних тіл, поширених на значну глибину, та розробляється одним рудником, здійснюється так. Родовище розкривається проходженням трьох вертикальних вентиляційних стволів (1-3), одного вертикального допоміжного ствола (4) для подачі повітря і похилого рудопідйомного ствола (5), що має переріз, достатній для проїзду основного та допоміжного обладнання та розміщення рудопідйомного стрічково-канатного конвеєра. Проходка вертикальних стволів виконується типовими способами - стволопрохідницькими комплексами, що здійснюють групове буріння шпурів для підривання гірських порід, навантаження їх після вибухових робіт грейферами в саморозвантажувальні бадді для транспортування на поверхню, та мають ковзну опалубку для спорудження кріплення ствола з монолітного бетону. При досягненні прохідницькими роботами відповідних горизонтів, споруджуються приствольні сполучення, в які в частково розібраному стані за допомогою лебідки заводиться обладнання, що виконуватиме подальшу проходку горизонтальних виробок - основне бурове, зарядне, виймально-транспортне та опоряджувальне, що в подальшому буде задіяне на розробці родовища. Ці роботи ведуться паралельно з подальшою проходкою стволів. Устаткуванням підйому пустих порід від проходки горизонтальних виробок на поверхню під час будівництва стволів служать прохідницькі бадді (6), для безпечного завантаження яких на рівні горизонту чи дещо нижче монтується захисний полок з лядами для пропускання бадді при підійманні з нижніх місць завантаження, аналогічний тому, який встановлюється над устям ствола. Після завершення будівництва та облаштування стволів устаткуванням підйому слугуватимуть породні скіпи (7), якими укомплектовуватимуться як допоміжний, так і вентиляційні стволи або, при менших об'ємах пустих порід, кліті (8). Кліті виконуватимуть також доставку персоналу та допоміжних матеріалів. Як виймально-транспортне обладнання використовуються вантажно-доставлювальні машини (9) та бункерно-конвеєрні перевантажувачі (10). Останні встановлюються в горизонтальних виробках таким чином, щоб мати можливість прийняти гірську масу від доставлювальної машини в приймальний бункер (11) перевантажувача, та здійснювати за допомогою стрічкового конвеєра (12) та ваг (13) контрольоване по вазі та продуктивності перевантаження в прохідницьку баддю чи в породний скіп. При досягненні горизонтальною виробкою значної довжини переміщення порід вантажно-доставлювальною машиною до стволів стає неекономічним і тоді на необхідний поверх опускається та вводиться в роботу автосамоскид (14), що прийматиме гірську масу від вантажно-доставлювальної машини, транспортуватиме її по виробках та розвантажуватиметься в приймальний бункер перевантажувача з апарелей (15). Спорудження похилого рудопідйомного ствола здійснюється основним самохідним прохідницьким обладнанням буровим, зарядним, виймально-транспортним та опоряджувальним. Переріз ствола підбирається з таким розрахунком, щоб в його в верхній чи 7 UA 100101 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 боковій частині розмістити підйомний конвеєр, а в іншій частині могло б вільно в повністю працездатному, в транспортному, чи в частково розібраному стані проїжджати самохідне та пересувне основне і допоміжне обладнання, що працюватиме на підземних роботах. Транспортування висаджених пустих порід від прохідницьких вибоїв на поверхню родовища здійснюється в ковшах вантажно-доставлювальних машин, а при значній довжині похилої виробки - в кузовах автосамоскидів. Під час проходження похилого ствола на рівнях майбутніх горизонтів створюються відгалуження, від яких розпочинається проходка аналогічним обладнанням горизонтальних виробок відповідного поверху. Після завершення проходки ствола, виконують опоряджувальні роботи та монтаж стрічково-канатного конвеєра. Але оскільки похилий рудопідйомний ствол буде готовий до експлуатації раніше, ніж буде завершена проходка горизонтальних виробок, міжповерхових похилих з'їздів, вентиляційних та рудоперепускних підняттєвих, необхідних для початку розробки родовища, то для транспортування гірської маси із цих виробок на поверхню родовища в зазначений період використовується стрічково-канатний рудопідйомний конвеєр. Для цього також використовуються бункерно-конвеєрні навантажувачі, які приймають гірську масу від вантажно-доставлювальних машин чи автосамоскидів та перевантажують її на конвеєр. Між бункерно-конвеєрними перевантажувачами та устаткуванням підйому на поверхню породними скіпами та/чи клітями та/чи підйомним конвеєром - при достатній довжині горизонтальної виробки може додатково застосовуватись один чи кілька з'єднувальних стрічкових конвеєрів, що при необхідності виконуватимуть і функції акумулювання та дозованого відвантаження гірської маси. Провітрювання виробок в період будівництва здійснюється автономними системами подачі та відкачування повітря по повітропроводах. Горизонтальні виробки, пройдені на різних поверхах, з'єднують за допомогою вентиляційних підняттєвих, рудоспусків та з'їздів для самохідних машин. Після завершення спорудження першочергових гірничо-капітальних виробок вводиться в дію головна вентиляційна система, що забезпечує провітрювання рудника за постійною схемою, а після завершення облаштування виробок необхідним устаткуванням розпочинають промислову розробку корисної копалини. Розробка корисної копалини здійснюється основним самохідним прохідницьким, опоряджувальним, буровим, зарядним та виймально-транспортним обладнанням, додаткова кількість якого до задіяного при розкритті родовища заводиться на робочі горизонти по похилому стволу в повністю зібраному та готовому до роботи стані. Виймально-транспортне обладнання доставляє руду з вибоїв очисних камер рудних тіл (15, 16 і 17) до розташованих неподалік рудоспусків (18). Кількість рудоспусків визначається з умов мінімізації затрат на транспортування висадженої рудної маси, на буріння рудоспусків і проходження допоміжних виробок. По рудоспусках, що виконують також і функції акумуляційних складів, рудна маса під дією гравітації переміщується на концентраційний горизонт, де випускними пристроями (19) рівномірно подається в приймальні бункери самохідних чи пересувних дробильно-перевантажувальних комплексів, кожен з яких складається наприклад з двох послідовно з'єднаних дробильно-сортувальних установок першої (20) та другої (21) стадій подрібнювання. Кількість комплексів визначається необхідною продуктивністю рудника. Дробильно-перевантажувальні комплекси розміщуються в з'єднувальних виробках (22) між рудоспусками та відкотними виробками концентраційного горизонту та мають задану довжину. Подрібнена до необхідного розміру руда подається в бункерно-конвеєрний перевантажувач (23), далі попадає на конвеєр відкотної виробки. Конвеєри відкотних виробок (24, 25 і 26) з'єднуються між собою та з конвеєром похилого рудопідйомного ствола в перевантажувальних камерах (27 і 28). Конвеєром похилого рудопідйомного ствола руда транспортується на поверхню родовища. Пусті породи, що утворюватимуться під час проходки горизонтальних виробок в процесі розробки родовища, при освоєнні, наприклад, нових блоків, горизонтів чи рудних тіл, доставлятимуться до розташованих поблизу вертикальних чи похилого стволів та транспортуватимуться на поверх, з якого здійснюються закладальні роботи. Устаткуванням підйому в вертикальних стволах слугуватимуть породні скіпи чи кліті, а в похилому стволі автосамоскиди. Вивантажуватись зі скіпів чи клітей і автосамоскидів породи будуть за допомогою бункерно-конвеєрних перевантажувачів. По поверху до закладальної камери породи транспортуватимуться одним з відомих способів, наприклад вантажно-доставлювальними машинами, самохідними вагонами, конвеєрами або автосамоскидами, в тому числі і тими, якими вони підіймались по похилому 8 UA 100101 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стволу. Доставлені відомими способами породи можуть вивантажуватись як в камери другої черги як сипуча закладка, так і в камери першої черги, що виконуватимуть несучі функції як додатковий наповнювач до твердіючої закладальної суміші. При необхідності тут також можуть застосовуватись бункерно-конвеєрні перевантажувачі. Запропонованим способом досягається: - скорочення строку розкриття родовища за рахунок проходки горизонтальних виробок безпосередньо в ході будівництва як від флангових вентиляційних та допоміжного вертикальних, так і від похилого рудопідйомного стволів з моменту досягнення ними відповідних горизонтів, як на одному поверсі, так і на групі поверхів, як назустріч виробкам, що проходяться, від інших стволів, так і самостійно; - високий темп розкриття родовища за рахунок використання високопродуктивного основного обладнання, що в подальшому буде задіяне на розробці родовища, та підтримання високих швидкостей спорудження виробок у міру віддалення прохідницьких вибоїв і збільшення відстані доставки порід до підйомних пристроїв вентиляційних та допоміжного стволів; - скорочення об'ємів гірничо-капітальних робіт, витрат часу і коштів на розкриття родовища за рахунок відмови від спорудження окремого з'їзду з поверхні родовища на робочі горизонти для самохідної техніки та міжповерхових камер з бункерно-породними та дробильнобункерними комплексами; - скорочення строку розкриття родовища та капітальних вкладень за рахунок відмови від складних у спорудженні міжповерхових камер з бункерно-породними комплексами та з рудними дробильно-бункерними комплексами; - зменшене споживання енергії за рахунок відмови від транспортування на поверхню родовища пустих порід, що утворюються при прохідці виробок безпосередньо в ході розробки родовища, використання їх для закладки відпрацьованих очисних камер; - скорочення капітальних вкладень за рахунок відмови від придбання будівельного прохідницького та відкотного устаткування для проходки горизонтальних виробок та використання основного обладнання, яке в подальшому буде задіяне на розробці родовища; - скорочення капітальних вкладень та спрощення схеми механізації робіт за рахунок відмови від облаштування збільшеної кількості рудоспусків відповідною кількістю комплексів стаціонарного дробильного, сортувального та перевантажувального обладнання; - суттєве скорочення капітальних вкладень і експлуатаційних витрат від зменшення кількості виймально-транспортних машин, машиністів та ремонтного персоналу в кратності до кількості робочих змін за рахунок зменшення відстані доставки рудної маси з вибоїв очисних камер до рудоспусків при розробці родовища; - можливість скорочення капітальних вкладень на спорудженні копра допоміжного ствола, навантаження на який по підйому пустих порід через розгалуження потоків транспортування порід на поверхню знижується в кілька разів - замість баштового з монолітного бетону чи залізобетонних плит, може бути використаний металевий копер зі збірних конструкцій, замість двох породних скіпів великої місткості може бути використаний один зменшеної місткості, замість двох клітей - одна, замість чотирьох підйомних машин, що розміщуються на великій висоті, можуть встановлюватися дві на поверхні землі; можливість ефективного застосування вантажно-доставлювальних машин з електроприводом, що працюватимуть на короткому плечі доставки з живленням по електричному кабелю та потребуватимуть набагато меншої кількості повітря для своєї роботи; - можливість скорочення капітальних вкладень на спорудженні вертикальних стволів для подачі та відсмоктування повітря через зменшення їх діаметра відповідно до зменшення кількості повітря, що має по них подаватися; - можливість створення економічно доцільної кількості капітальних рудоспусків, не обмежених кількістю дробильно-сортувальних комплексів, та накопичення в них значних запасів готової до подрібнення рудної маси; - можливість оперативної переустановки дробильно-сортувальних комплексів під інші рудоспуски з достатніми накопиченими запасами або з перспективою систематичного їх наповнення в проектний період; - збільшення рівномірності роботи рудника через зменшення його чутливості до постановки на планові ремонти чи через непланові простої окремих машин та комплексів; - покращення якості повітря в виробках при зменшених обсягах його подачі через загальне зниження запиленості, оскільки місця виділення пилу від перевантаження пустих порід в скіпи чи кліті винесені до вентиляційних стволів і значна кількість пилу буде видаватись на поверхню разом з вихідним потоком повітря. 60 9 UA 100101 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Спосіб розкриття та підземної розробки рудних родовищ корисних копалин, що включає поділ родовища по вертикалі на поверхи та групи поверхів при поетапній розробці, а по горизонталі на очисні блоки, розкриття родовища проходкою вертикальних і похилих стволів та горизонтальних розкривних, підготовчих та нарізних виробок, вентиляційних і ходових підняттєвих, та його розробку виконанням буровибухових робіт, обваленням руди, випуском її в транспортні засоби на відкотному горизонті і переміщення для наступної переробки, який відрізняється тим, що розкриття родовища горизонтальними розкривними виробками здійснюється як від флангових вентиляційних та допоміжного вертикальних, так і від похилого рудопідйомного стволів основним самохідним буровим, зарядним, навантажувальним та транспортним обладнанням, яке в подальшому буде задіяне на розробці родовища, що спускається на будівельні горизонти по вертикальних стволах за допомогою лебідок в зібраному або в частково розібраному, при необхідності, стані, а по похилому стволу самостійно в повній готовності, безпосередньо в ході будівництва стволів після досягнення ними відповідних будівельних горизонтів та утворення сполучень для приствольних дворів, та виконує розробку і транспортування гірських порід по виробках, що проходяться, до місць перевантаження на устаткування підйому на поверхню, якими служать в вертикальних стволах прохідницькі бадді при будівництві стволів та породні скіпи чи кліті після завершення будівництва і облаштування їх необхідним обладнанням, а в похилому стволі вантажнодоставлювальні машини і автосамоскиди при будівництві та стрічковий конвеєрний підйомник після завершення будівництва і облаштування ствола. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перевантаження гірської маси з доставлювальних машин на устаткування підйому виконується безпосередньо в горизонтальних виробках сполучень вертикальних стволів з приствольними дворами та в виробках сполучень квершлагів з похилим стволом бункерно-конвеєрними перевантажувачами, що здійснюють приймання гірської маси від транспортних машин та контрольоване по вазі та продуктивності перевантаження її на устаткування підйому на поверхню. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що між бункерно-конвеєрними перевантажувачами та устаткуванням підйому на поверхню при доцільності додатково застосовується один чи кілька з'єднувальних конвеєрів, що при необхідності виконуватимуть і функції акумулювання та дозованого відвантаження гірської маси. 4. Спосіб за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що з переходом на постійну схему розробки родовища, стрічковий конвеєрний підйомник переводиться на транспортування корисної копалини, а до бункерно-конвеєрних перевантажувачів та, при наявності, з'єднувальних конвеєрів, що працюють з ними в комплексі, та яких може бути кілька в залежності від кількості горизонтів, що відпрацьовуються, та від продуктивності підйомника, додаються самохідні чи пересувні дробильно-сортувальні комплекси, кожен з яких складається з однієї чи кількох послідовно з'єднаних дробильно-сортувальних установок початкових стадій подрібнювання. 5. Спосіб за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що з переходом на постійну схему розробки родовища, пусті породи, що утворюються в процесі розробки, доставляються до розташованих поблизу вертикальних чи похилого стволів та транспортуються на поверх, з якого здійснюються закладальні роботи, а по поверху до закладальної камери транспортується одним з відомих способів, наприклад вантажно-доставлювальною машиною, автосамоскидом, самохідним вагоном чи конвеєром. 10 UA 100101 C2 11 UA 100101 C2 12 UA 100101 C2 13 UA 100101 C2 14 UA 100101 C2 Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 15