Реферат з дисципліни:
Основи гірничої справи
Підготовка гірських порід до виїмки
Загальні відомості
Горизонтальні і похилі підготовчі вироблення проводять для підготовки родовищ до виймання корисної копалини. Ці виробітку не мають безпосереднього виходу на земну поверхню і служать для вентиляції, водовідливу, прокладання електросилових та освітлювальних кабелів, транспортування корисної копалини, матеріалів та інших вантажів, а також для пересування людей.
Геомеханіка
Основні уявлення про геомеханіці як науку про механічні явища і процеси в земній корі, що викликаються впливом гірничих робіт, і її об'єкті - масиві гірських порід, що є частиною земної кори. Поняття про масиві гірські породи, їх фізичний стан і найважливіші фізико-механічні властивості, а також про причини відмінності властивостей масиву і зразків гірських порід. Масштабний ефект і масштабні рівні. Геологічна і тектонічна будова масивів гірських порід. Класифікація масивів за міцністю, шаруватості, тріщинуватості і схильності до руйнування. Методи вивчення і прогнозування складу, будови, стану і властивостей гірських масивів. Деформованість, міцність і руйнування гірських порід і масивів. Механічні моделі для порід: пружні, жорстко пластичні, пружно пластичні, реологічні. Теорії міцності і критерії руйнування порід. Повні діаграми міцності. Деформаційні, міцні та реологічні характеристики гірських порід, їх фізичний зміст і розмірність. Паспорт міцності гірських порід, методи і технічні засоби його побудови. Методи і засоби випробувань порід в лабораторних і натурних умовах. Початкові гравітаційні і тектонічні поля напружень в масивах гірських порід, їх зв'язок з геодинамічним полем напружень. Характер напружено-деформованого стану масиву при таких полях, оцінка компонентів тензора напружень в його заданих точках. Геомеханічні процеси, що відбуваються в геологічному середовищі під впливом гірничих робіт, і управління ними при підземних і відкритих роботах, а також підземному і цивільному будівництві. Методи і засоби досліджень напружено-деформованого стану масиву гірських порід. Маркшейдерські прямі і непрямі методи. Особливості деформування та руйнування гірських порід і масивів в умовах тривимірного напружено-деформованого стану, включаючи область позамежного деформування. Процеси зменшення щільності і перед руйнування гірських порід при видобутку корисних копалин. Управління важкими покрівлями вугільних родовищ. Особливості деформування і руйнування породних масивів поблизу вибою, гирла і сполучень виробок. Деформування і руйнування покрівлі, ґрунту і породних ціликів очисних виробок. Зони опорного тиску в околиці виробок. Фізична природа концентрації напружень у зонах опорного тиску і характер розподілу напружень в залежності від низки які природних і виробничих факторів. Зрушення породних масивів під впливом підземних і відкритих гірничих робіт. Зв'язок зрушення гірських порід і газовиділення в гірничі виробки і на поверхню. Визначення параметрів зрушення породних масивів і земної поверхні. Захист будівель, споруд і природних об'єктів від шкідливого впливу підземних розробок. Динамічні прояви геомеханічних процесів у вигляді гірських ударів та раптових викидів; їх прогноз і попередження. Основні ознаки вибухонебезпечних порід. Механізм раптових викидів. Геодинамічного районування. Розкроювання шахтних полів в умовах блокового будови масиву, раціональне розташування виробок в активних геодинамічних зонах. Методи та засоби (включаючи геофізичні) вивчення та контролю геомеханічних процесів у масиві. Стійкість гірських виробок і підземних споруд. Взаємодія масиву гірських порід з інженерними конструкціями підземних споруд. Основні положення механіки підземних споруд. Кріплення гірничих виробок та їх роль в управлінні напружено-деформованим станом масиву. Капітальні, підготовчі та очисні виробки. Вимоги до вибору типу і параметрів кріплення. Геомоніторинг при будівництві підземних споруд. Обробка та інтерпретація результатів вимірів. Зворотний аналіз. Оцінка стійкості породних укосів і бортів кар'єрів. Основні фактори, що визначають їх стійкість. Гірничотехнічні і спеціальні способи управління станом бортів кар'єрів. Поняття про сейсмічних хвилях, їх параметри; вплив сейсмічних сигналів на споруджувані й експлуатовані підземні споруди. Принципи та прийоми геомеханічного впливу на масив для підвищення інтенсивності і тривалості нафто газоносних свердловин. Методи контролю. Зв'язок між геомеханічні і геодинамічних процесів. Методи досліджень геомеханічних процесів в лабораторних і натурних умовах. Предметне і аналогове моделювання. Критерії подібності. Методи: еквівалентних матеріалів, фото пружності, відцентрового моделювання. Зниження напору підземних вод у водоносних породах і їх осушення. Вплив підземних вод на стійкість гірничих виробок і укосів гірських порід. Гірничо-будівельний дренаж. Осадка товщ гірських порід у результаті глибокого водозниження.
Розкривні роботи
Розкривні роботи, видалення гірських порід, що покривають і вміщають корисна копалина при відкритій розробці. Розкривні породи, що не містять корисних компонентів, називаються порожніми породами і видаляються в зовнішні або внутрішні відвали. Якщо розкривні породи (наприклад, глини, піски, вапняки, крейда та ін.) придатні як, то вони піддаються подальшій переробці (дроблення, сортування і т. д.), після чого направляються споживачам. Розкривні роботи включають процеси підготовки порід до виїмки, виїмково-вантажні роботи, транспортування і ямоутворення.
Розтин родовища корисної копалини, проведення капітальних гірничих виробок, що відкривають доступ з поверхні до всього родовищу або його частини і забезпечують можливість проведення підготовчих гірських виробок, необхідних для обслуговування видобувних вибоїв.
Головні цілі Розтин родовища - створення транспортних зв'язків між очисними вибоями (місцем видобутку корисних копалин) та пунктом прийому його на поверхні, забезпечення умов для безпечного переміщення людей; подача чистого повітря до робочих дільниць (в шахтах).
Розтин для підземної розробки родовищ. Капітальні розкривають вироблення діляться на головні і допоміжні. До головних відносять вироблення, що мають безпосередній вихід на поверхню: вертикальні і похилі стовбури шахтні та штольні; до допоміжних - квершлаги, гезенки, бремсберги і ухили. Підготовчі виробки - це головним чином штреки, пройдені за корисні копалини. Способи розтину родовища дуже різноманітні і розрізняються за родом головних розкриваючих виробок, за їхнім розташуванням щодо пластів або рудних тіл, за наявності допоміжних розкриваючих виробок, за кількістю підземних транспортних горизонтів. Спосіб Розтин родовища залежить від рельєфу місцевості, цінності корисної копалини, форми, розмірів і глибини його залягання, потужності і кута падіння пластів або рудних тіл, їх числа і відстані між ними й інших факторів. При виборі способу розкриття вплив перерахованих вище геологічних і гірничотехнічних чинників враховується комплексно. До найважливіших з них слід віднести: мінімальні початкові капітальні витрати і терміни будівництва шахти; концентрацію виробництва за умови максимального збільшення видобутку з очисного вибою; концентрацію видобутку шахти на обмеженій кількості одночасно розроблюваних пластів; скорочення протяжності підтримуваних гірських виробок шляхом інтенсифікації очисних робіт і періодичного оновлення гірського господарства шахти за рахунок підготовки нових горизонтів або їх реконструкції. Розтин родовища вертикальними стовбурами є універсальним. Проходять не менше двох стволів (два безпечних виходу з шахти на поверхню), один з яких служить для подачі свіжого повітря в шахту, а другий - для відводу повітря на поверхню.
При розтині родовищ знаходить широке застосування схема, за якою стовбури 1, 2 проводять на повну проектну глибину; біля них споруджують вироблення від катувального горизонту (триствольний двір, квершлаг 3, головні штреки 4). Вгору по корисній породі проводять комплект похилих капітальних виробок (бремсберг 5 із ходками), а від них - штреки: відкатний 6 і вентиляційний 7. Між ними розташовують довгі очисні забої, які обладнують механізованими комплексами для видобутку корисних копалин. У верхній межі родовища споруджують вироблення вентиляційного горизонту. з очисного вибою транспортується по штреку 6, бремсберга 5, квершлаг 3 і через один із стовбурів видається на поверхню.
Рудні родовища зазвичай відрізняються непостійністю потужності і кутів падіння рудних тіл, наявністю великої кількості порушень, незначними розмірами по довжині, але з великим поширенням в глибину та ін Тому розкриття їх здійснюється вертикальними стволами і квершлагами, прохідними послідовно, у міру поглиблення стволів. Стовбури 1 для підйому корисної копалини у своєму розпорядженні приблизно в середній частині родовища, а стовбури 2 для вентиляції - на флангах.
При видобутку корисних копалин відбувається обвалення гірських порід і опускання верхніх товщ. Тому при Розтин родовища крутих і похилих шахтні стовбури проходять в породах лежачого боки поза зоною зсовування з тим, щоб уникнути деформації стовбурів. Крім того, це виключає втрати цінних руд в охоронних ціликах, необхідних для охорони стовбурів. Похилими стовбурами розкривають зазвичай відокремлені пласти або рудні тіла при порівняно невеликій глибині їх залягання. Стовбури проходять під кутом до 18 ° і при розкритті пластів розташовують по корисної копалини, а рудних тіл - в порожніх породах лежачого боки. Спочатку похилі стовбури розкривають запаси верхнього горизонту; у міру їх відпрацювання стовбури поглиблюють до наступного горизонту і т.д.
Розтин родовища з допомогою штолень виробляють при сильно розчленованому рельєфі місцевості, коли застосування вертикальних або похилих стовбурів технічно неможливо або економічно недоцільно. У залежності від розташування родовища по відношенню до гірського схилу штольні проводять з корисних копалин або по пустих породах. Можливо поєднання головних розкриваючих виробок, наприклад вертикальних і похилих стволів (комбінований спосіб розтину). Похилий ствол в цьому випадку використовується для конвеєрного транспорту корисної копалини на поверхню, а вертикальний - для допоміжних цілей.