Горное дело имеет целью извлечение из недр земли полезных ископаемых. Основными процессами Г. д. являются разведка и добыча полезных ископаемых. Разведка: каждое месторождение полезного ископаемого до его разработки должно быть разведано. Разведка имеет целью выявить условия залегания полезного ископаемого, его качества и свойства вмещающих его пород. Изучение всех этих элементов необходимо для того, чтобы установить способы разработки, размеры технических сооружений и экономическую целесообразность эксплуатации данного месторождения. Разведочным работам придают или по преимуществу геологический характер или же промышленный. Целью разведочных работ геологического характера является изучение геологического строения месторождения полезного ископаемого, условий его залегания, способов образования, познание его физико-химических свойств, и т. д. Разведочные работы промышленного характера имеют целью выявление тех районов и отдельных участков месторождения, которые экономически выгодно эксплуатировать, применяя определенные методы и учитывая социальные, транспортные, бытовые и др. условия.
Технические приемы работ при разведках состоят в проведении шурфов, канав, мелких буровых скважин и т. п. в тех случаях, когда залежь расположена на незначительной глубине от дневной поверхности. Эти выработки проводятся или по простиранию или в крест простиранию пород в соответствии с общим характером геологического строения месторождения. При глубоком залегании полезных ископаемых закладывают развед. шахты (для детальн. исследования месторождения) или шурфы (для вскрытия пласта или пересечения ряда пластов) или же бурят глубокие скважины (см. Бурение скважин).—В последнее время при поисках и разведках полезных ископаемых получили распространение и другие, так называемые геофизические методы разведок: магнитометрический, гравиметрический, сейсмометрический и электрический. Например при разведках железных руд очень часто применяется магнитометрический метод. Этот способ основан на увеличении склонения и наклонения магнитной стрелки в присутствии железных магнитных руд. Так обнаруживаются магнитные аномалии. Магнитная аномалия может быть вызвана не только железными рудами, но и некоторыми другими горными породами. Поэтому при ее обнаружении необходимо убедиться при помощи бурения или проходки разведочн. шахт, чем она вызвана.
Открытая разработка месторождения полезных ископаемых
... полезных ископаемых сразу на полную мощность, размещением вскрышных пород в выработанном пространстве карьера. Внешние отвалы устраивают при строительстве карьеров, а также при особых геологических и технологических условиях открытых разработок месторождений. ...
При разведках составляются геологическая карта и геологические разрезы месторождения; на карту наносятся углы падения и простирания как отдельных пластов, так и целых свит, отмечаются все нарушения в залегании полезного ископаемого и вмещающих его пород: сбросы, сдвиги и т. д. Для составления геологич. карт и разрезов необходимо иметь так называемую топографически. карту данной местности, т.е. карту поверхности земли с находящимися на ней возвышенностями, долинами, реками и т. д. Поэтому топографическая съемка должна предшествовать геологической съемке местности или, в крайнем случае, ее сопровождать. При разведках берутся также пробы полезного ископаемого и вмещающих его пород. Эти образцы подвергают химическому и микроскопическому анализу. На основании данных разведочных работ «составляют план разработки месторождения и способы извлечения полезного ископаемого. — Для того чтобы приступить к эксплуатации разведанного месторождения, необходимо провести подготовительные работы по вскрытию месторождения полезного ископаемого. Эти работы имеют целью открыть доступ к нему для последующей эксплуатации и заключаются в проведении шахт, штолен, квершлагов и других выработок, связывающих подземные работы с дневной поверхностью, а также различных выработок (см.
Выработки горные), располагаемых в определенном порядке в зависимости от принятой системы разработки. Описание горных работ, производящихся при вскрытии и добыче полезных ископаемых, см. в статье Горные работы. Способ разработки полезных ископаемых. Добыча полезных ископаемых в Г. д. производится при помощи открытых и подземных работ. Открытые работы применяются в тех случаях, когда полезное ископаемое залегает неглубоко от поверхности земли. Этот способ экономически целесообразен при отношении мощности прикрывающих пород к залежи, равном 2:1 (при ручных работах); при работе экскаваторами соотношение может быть повышено до 10:1. Преимуществом этих работ является их сравнительная дешевизна и большая безопасность. Работа производится след. образом. На месте, выбранном для закладки разреза (карьера), снимается уступами земля, прикрывающая породы, и затем добывается полезное ископаемое. Вскрытие и добычи при ручных работах производится лопатами ИЛИ кайлами и т. д., а при машинных — экскаваторами, землечерпалками и драгами (если залежь находится под водой).
Подземные работы. Полезные ископаемые имеют вид или пластовых залежей или же рудных тел неправильной формы: штоки, линзы, жилы и т. п. Пластовые залежи занимают большое пространство как по простиранию, так и по падению пластов. Поэтому при разработке их месторождение разбивается на ряд участков, обслуживаемых каждый одним рудником и называемых рудничным полем. Рудничное поле в свою очередь делится на ряд шахтных полей, обслуживаемых отдельными шахтами. В шахтном поле имеется ряд подземных выработок: штреки, бремсберги, уклоны и т. п.; подъем добытого ископаемого в каждом поле происходит через одну шахту. Запасы ископаемого в пределах шахтного поля начисляются десятками миллионов тонн. Разработка ведется этажами, которые представляют части шахтного поля, расположенные между главными откаточными штреками (продольными), которые проводятся по простиранию пластовой залежи на некоторых определенных расстояниях один от другого и бывают расположены на различной глубине (горизонте).
Метод дегазации угольных шахт с помощью сепаратора СЦВ
... шахты. Объемы выделяемого газа зависят от способа добычи угля, дальности нахождения от выработки газоносных массивов, геологических и физических свойств пластов. Так, зона газового выветривания (где метана в угольных пластах ... дегазация угольных шахт с помощью сепаратора СЦВ-7. Российская Федерация обладает развитой угольной ... угольных залежей ... работы: анализ эколого-экономической ситуации в угольной ...
Расстояние одного штрека от другого по падению пласта иначе называется высотой этажа; она зависит от свойств залежей и от условий работы. В каменноугольных рудниках Донбасса, при пологом падении пласта, высоту этажа принимают в 200 м, а при крутом падении — в 80 м. Выработка начинается с верхнего этажа. Шахты проводятся для выдачи на поверхность добытого ископаемого, спуска под землю материалов, для целей вентиляции и водоотлива и т. д. Глубина их зависит от глубины залегания полезного ископаемого и достигает 700—800 м и более; поперечное сечение шахты колеблется в широких пределах; в Донбассе большие подъемные шахты имеют диаметр 5 м в свету. Шахты располагают обычно посредине шахтного поля, числом не менее 2-х, соединенных под землею между собой, для создания необходимой тяги для вентиляции (см. Вентиляция в горном деле).
Когда шахта достигает намеченной глубины, от нее проводят выработку в крест простиранию залежи, или квершлаг, которым рассекается вся свита пластов, содержащих пластовые залежи полезного ископаемого.
От места пересечения квершлага с пластовой залежью проводятся по простиранию пласта горизонтальн. выработки, называемые штреками и штольнями, вплоть до границы шахтного поля. Квершлаг около шахты имеет большое подземн. помещение, так называем. рудничный двор. Здесь собирают груз для выдачи на поверхность, распределяют порожний состав перевозочных средств и т. д. Выработка поля между двумя этажными штреками ведется при помощи ряда наклонных выработок (по падению и восстанию пласта), от них в свою очередь проводят ряд параллельных штреков. При хороших условиях залегания применяется сплошная система разработки без проведения вспомогательных выработок. Если приходится разрабатывать мощные залежи руды, то в ее толще вырабатываются большие камеры, между которыми временно оставляют целики руды, чтобы не обрушилась кровля; эти целики потом тоже вынимают. Такой способ разработки называется камерным. В Силезии в мощных залежах соли вырабатывают большие камеры, заполняют их водой и выкачивают насыщенный раствор на поверхность, где его и перерабатывают (так называемая выработка зинкверками).
После выемки полезного ископаемого кровля залежи может обрушиться. Чтобы этого избежать, ее закрепляют деревянными стойками (диаметром в 90— 110 мм).
В тех местах, где лес дорог, в последнее время начали применять железы, стойки. По мере подвигания забоя стойки вынимают и переносят ближе к нему, а кровля в выработанном пространстве обрушивается. Если залежь имеет значительную мощность, а расположена неглубоко, то обрушивание кровли может дойти до поверхности и повредить сооружения, расположенные наверху. Под такими сооружениями оставляют не вынутыми целики или же работают с закладкой, т.е. выработанные пространства закладывают пустой породой, как получаемой в шахте, так и доставляемой извне.
Подземная доставка и откатка. После того как полезное ископаемое добыто, его необходимо доставить от места добычи на поверхность земли. От забоя до промежуточн. штрека при крутом падении (20° и выше) добытая руда доставляется самокатом по листам; при пологом же падении— санками, скреперами, конвейерами (рис. 1) и вагонетками. Санки представляют собой деревянный или железный ящик на полозьях; в забое они наполняются добытым материалом и стаскиваются на продольную, где вывезенный материал грузится лопатами на вагонетки. Скрепер — ящик, который при помощи лебедки, канатной передачи и роликов движется вверх и вниз вдоль забоя и тащит добытый материал на продольную, где он ссыпается в вагонетку. Емкость скрепера — от 1/2 до 1 т. Конвейеры применяются скребковые, ленточные и в форме качающихся желобов. Если падение пологое или пласты горизонтальны, вагонетки подаются непосредственно в забой. По промежуточным штрекам откатка производится обычно в вагонетках. Для спуска добытого полезного ископаемого с вышележащих полей, а также для подъема из полей, расположенных ниже, используются бремвберги (см.) и уклоны. Доставка в обоих этих случаях производится вагонетками или конвейерами. В коренных штреках вагонетки собираются в партии (поезда) и лошадьми или механическим путем доставляются к стволу шахты для подъема на поверхность. Откатка лошадьми обыкновенно применяется в тех случаях, когда расстояние откатки и количество груза невелики. Для механической доставки в качестве двигателей применяются бензино-бензоловозы, электровозы и локомотивы, работающие сжатым воздухом. В каменноугольных рудниках с присутствием гремучего газа пользование бензиновозами во избежание взрыва воспрещено. Количество вагонеток в партии (поезде) при конной откатке 5—8, при механической — в зависимости от мощности двигателя и от состояния путей. Так, например, пятитонный электровоз при нормальном уклоне легко берет партии из 25 двухтонных вагонеток.
Вскрытие и подготовка рудных месторождений. Форма и размеры поперечного ...
... условии строгой увязки во времени и пространстве трех стадий подземной разработки: вскрытия - проведения вскрывающих выработок, открывающих доступ с поверхности ко всему рудному телу или части его и ... на два шахтных поля: 1 - главные стволы шахт; 2 - вентиляционные стволы шахт; 3 - штреки. б) размеры месторождений таковы, что оно может разрабатываться несколькими шахтами и даже рудниками В последнем ...
В коренных штреках путь прокладывается в одну или в две колеи в зависимости от количества перевозимых грузов. При одной колее устраиваются разъезды (через 200—250 м).
Ширина колеи обычно 500—600 мм. Полезное ископаемое, доставляемое к стволу шахты, поднимается на поверхность. Если падение пласта пологое, то груз непосредственно в вагонетках подается по наклонной шахте на поверхность. В вертикальных шахтах подъем совершается в клетях или скипах. Скипами называются большие железные сосуды, в которые полезное ископаемое нагружается в рудничном дворе, где устраивается бункер (закром), в который выгружается полезное ископаемое, доставляемое из выработок. Из бункера полезное ископаемое пересыпается в скип.
На поверхности скип разгружается через дно или же путем самоопрокидывания.
Водоотлив. В рудниках часто скопляется вода, которая мешает работам. При помощи особых приспособлений (канав и пр.) вода собирается в особые водосборники (помой-ницы) и выкачивается отсюда насосами — паровыми, электрическими и друг. (см. Водоотлив).
Освещение рудников. Для освещения в подземных выработках пользуются постоянными и переносными источниками света. В качестве первых обычно служат электрические лампы, питающиеся от общей рудничной электрической сети. Электрическое освещение имеют главные откаточные штреки, а в рудниках с гремучим газом его имеют также и камеры, расположенные на струе свежего воздуха. Переносными источниками света служат лампы: карбидные, бензиновые, электрические (аккумуляторные).
Каждому работнику предоставляется одна определенная лампа, выдаваемая перед спуском в шахты. По окончании работ они сдаются в ламповый двор— здание на поверхности, где хранят, чистят и заправляют лампы. В рудниках с гремучим газом и каменноугольной пылью применяются исключительно «безопасные лампы» . Вентиляция. При подземных работах в рудниках из окружающих пород старых выработок, а также из самого полезного ископаемого выделяются вредные газы: углекислота, гремучий и сернистый газы и др. Для удаления этих газов, а также для снабжения свежим воздухом работающих под землей людей и лошадей рудники проветривают или вентилируют естественным или механическим путем (см. Вентиляция в горном деле).
Меры безопасности при сооружении горных выработок
... оперативной корректировкой Единых правил безопасности при взрывных работах. 3.5 Обеспечение безопасности при хранении и транспортировании взрывчатых ... в опасную зону. В подземных выработках с исходящей вентиляционной струей воздуха, по которым направляются продукты ... безопасному выполнению взрывных работ. Выполнение перечисленных мер должно сопровождаться Действенным руководством взрывными работами, ...
Поверхностные сооружения. Над шахтой устанавливается копер и, в особом здании, подъемная машина для подъема клетей и скипов из шахты. Копер представляет собой башню, на верхней площадке к-рой помещаются шкивы для подъемных канатов. Высота копра над устьем шахты зависит от размеров клети или скипа и достигает 30—40 м. Иногда кроме копра над устьем шахты устраивается надшахтное здание для защиты от непогоды работающих на поверхности у ствола шахты людей и механизмов. Обогащение полезных ископаемых. Полезное ископаемое в залежи нередко бывает загрязнена или же руда может содержать смесь различных металлов (полиметаллические руды).
В этих случаях до использования или переплавки руды, а также углей, необходимо удалить посторон. примеси и разделить металлы. Простейший вид обогащения—отборка вручную породы при добыче и погрузке в вагонетки. При этом удаляются лишь крупные куски породы; более полное удаление породы и разделение руд можно произвести, только применяя механические методы обогащения (см.).
Механическое обогащение играет очень важную роль в современной металлургии, особенно цветных металлов. Силовое хозяйство. Для приведения в действие всех машин и механизмов в Г. д. применяются пар, электричество и сжатый воздух. Сжатый воздух применяется, гл. обр., в рудниках с гремучим газом. При этом компрессорные установки располагаются наверху, и системой труб сжатый воздух распределяется в шахтах. При централизованном снабжении компрессоры устанавливаются в разных местах шахты. По условиям вентиляции применение пара при подземных работах нежелательно. Снабжение рудников электрической энергией происходит от сети район, электрических станций или от рудничной электростанции. Кабели (см.) при подземных работах делаются бронированными и тщательно изолируются в желобах, каменной кладке и т. д. В рудниках, опасных по газу, вся электрическая аппаратура и машины применяются закрытого типа, чтобы получающиеся искры были изолированы от окружающего воздуха. Порода, выдаваемая на поверхность, идет и отвалы; за длительное время (25—30 лет) она накапливается около шахт в громадных количествах. Поэтому в населенных местах отвалам придают форму конусов большой высоты с относительно малой площадью оснований, в целях сбережения места.
2. Гигиена и охрана труда в горном деле
Гигиена труда. Наиболее вредной и опасной из всех отраслей горн. дела является подземная добыча ископаемых и в особенности добыча камен. угля. Сама по себе работа под землей сопряжена с постоянным отсутствием естественного освещения, которое является неустранимой производствен. вредностью; к этому еще присоединяются тяжесть физической работы и вредности, связанные с физико-химической обстановкой труда (высокая температура, влажность, отсутствие движения воздуха или, наоборот, сильные сквозняки, газы и пыль подземных выработок).
Экологическая обстановка Донбасса
... промышленности. Техногенному воздействию подвергаются огромные территории – от Дона до Днепра, на которых расположено более сотни угольных шахт. ... химических элементов в несвойственных природе сочетаниях. Из вышесказанного видно, что Донбасс относится к наиболее критическим по экологической обстановке регионам Украины. Острейшими проблемами региона являются: загрязнение атмосферного воздуха, ...
Температура подземных выработок (см. Выработки горные), зависящая от характера выработок и их глубины, обычно довольно высока. Главн. фактором повышения температуры воздуха подземн. выработок является теплота пород, окружающих выработки; температура же горных пород тем выше, чем глубже от поверхности земли они залегают. Если бы выработки не проветривались, температура воздуха в них на глубине уже 500 м была бы около 25°; фактическая же глубина шахт часто значительно превышает эту цифру: самая глубокая шахта в СССР, Новосмоляниновская, достигает 800 м, в Сев. Америке шахта Гатачки № 6—1.606 м, в Богемии шахта Адальбер — 1.130 м. Относительная влажность воздуха подземных выработок резко превышает норму (ок. 60 %), достигая обычно 90 — 95 % (нередко даже 100%).
Большая влажность воздуха при сравнительно высокой температуре и слабом или полном отсутствии движения воздуха создает очень тяжелые условия работы в подземных выработках, благодаря чему рабочие работают б. ч. голыми. Движение же воздуха даже в 5 м в минуту при той же температуре и влажности создает уже относительно благоприятные условия работы, а при движении воздуха в 15 м в минуту — самочувствие рабочих хорошее. Пыль под-земн. выработок, наблюдаемая больше всего в выработках каменного угля, является производственной вредностью: она вызывает заболевания глаз, хронические бронхиты, пневмокониоз (см.) (по данным Кавалерова, на 158 вскрытий горнорабочих Донецкого бассейна пневмокониоз отмечен в 96 случаях, т. е. 64% всех вскрытий).
Значительной производственной вредностью являются ядовитые газы в атмосфере подземных выработок. К ним относятся: 1) углекислота, накапливающаяся от дыхания рабочих, от горения ламп, гниения крепежного леса и др. окислительных процессов, а также поступающая из пор угля и породы; по законодательству СССР допустимое количество углекислоты равно 0,5% (в шахтах Донбасса такое количество обнаружено только в 27—30 % всех взятых для анализа проб воздуха); 2) окись углерода, главным источником образования к-рой являются взрывные работы и рудничные пожары; отравления окисью углерода подземных рабочих со смертными случаями отмечаются ежегодно; 3) сероводород (т. н. глазоедка, см.), источником образования которого является разложение органических веществ, содержащих серу, действие воды на гипс, серн. колчедан и проч. (из 90 обследованных шахт Донбасса 15 шахт постоянно выделяли сероводород); 4) сернистый ангидрид, выделяющийся из угля и образующий в соединении с водой т. н. едкие воды, вызывающие раздражение кожи, фурункулез, быструю порчу одежды и металлических предметов (в различных районах Донбасса таких вод от 8 до 91 % всего притока шахтных вод);5) рудничный газ (метан), который хотя и не представляет собой собственно производствен. вредности, но в силу способности образовывать в определен. смеси с воздухом гремучий газ является фактором чрезвычайно опасным (при содержании 2% метана в воздухе законодательство СССР требует немедленного прекращения работ); 6) продукты неполного сгорания осветительных материалов являются также производственной вредностью, особенно для забойщиков, имеющих обычно лампу впереди себя.
Подземные аварии, их последствия и меры защиты
... в том числе при ликвидации не взорвавшихся зарядов, приведшие к случаям травмирования. 9. Пожары и возгорания материалов, технологического оборудования, кабелей, крепи, конвейерных лент в карьерах, подземных горных выработках, на объектах строительства подземных ... опасным ситуациям и, зачастую, терять инстинкт самосохранения. В то же время Сергеев отметил, что большинство аварий в шахтах происходят ...
Совокупность всех описанных производственных вредностей подземных работ создает весьма тяжелые условия труда. Вполне естественно, что часто достаточно 10, максимум 15 лет работы в такой обстановке, чтобы рабочий делался инвалидом (по данным обследования забойщиков Донецкого бассейна в 1925, 2/3 всех забойщиков работают на подземных работах не больше 15 лет).
Из профессиональных заболеваний среди горнорабочих особенно распространены: болезни сердца («бычачье сердце углекопов»), эмфизема, ревматизм, болезни органов зрения. Обследование состояния сердечной сосудистой системы углекопов Донбасса(9.С10чел.), произведенное Кавалеровым, показывает, что с увеличением стажа подземных работ прогрессивно растет количество рабочих с увеличенными размерами сердца и измененными кровеносными сосудами; среди проработавших до 5 лет увеличение размеров сердца обнаружено у 12,9%, а изменение артерий— у 15%. У углекопов — инвалидов Донецкого бассейна, пользующихся пособием, в 1911— 1912 эмфизема легких была обнаружена в 76,6%, хронический бронхит — в 41,3%, ревматизм—в 33,4%, болезни сердца — в 32,6%, артериосклероз — в 21%. К профессиональным болезням горняков относится заболевание глаз — нистагм (см.), главной причиной которого считают неестественное положение глаз при работе лежа на спине или па боку и слабость освещения, и анкилостомоз (см.).
Для наибольшего смягчения и устранения этих профессиональных вредностей является необходимым введение в Г. д. ряда мероприятий, которые заключаются: в надлежащем устройстве вентиляции (см. Вентиляция в горном деле), в освещении подзем. выработок, к-рое подразделяется на открытое или закрытое, в зависимости от конструкции ламп и наличия рудничного газа, и постоянное или переносное. Источниками освещения служат свечи, масло, керосин, бензин, спирт, ацетилен и электричество. Освещение открытыми лампами допускается только в негазовых рудниках. Наиболее гигиеничным является освещение аккумуляторными лампами (начинают сейчас вводиться в СССР).— Существенное значение в гигиеническом отношении имеют также шахтные воды и ассенизация подземных выработок. В виду плохого состояния ассенизации выработок, рабочие часто пользуются для естественных нужд вагонетками, глухими ходами и т.д. и тем рассеивают инфекцию по подземным выработкам (в истории эпидемий Донбасса не раз отмечались подземные эпидемии холеры, дизентерии и пр.).
Травматизм в Г. д. Подземная добыча полезных ископаемых является одной из самых опасных работ. Поэтому но количеству несчастных случаев горнодобывающая промышленность занимает первое место. Так, по данным Цусстраха, в 1927 на 1 т. «полных» застрахованных рабочих (т. е. на 300 т. человеко/дней) по отдельным отраслям промышленности уровень числа несчастных случаев был следующий: Отрасли По СССР По РСФСР По Укр. ССР в среднем
