Подземная добыча железной руды

Железная руда является одним из наиболее распространенных природных ресурсов, используемых человечеством для производства железа и стали. Добыча этого полезного и ценного ископаемого происходит как на поверхности земли, так и в подземных разработках. Подземная разработка месторождений железных руд осуществляется с использованием горных выработок под слоем перекрывающих пород. Этот процесс включает три ключевые стадии: вскрытие, подготовку и очистную выемку.

Вскрытие

Вскрытие месторождений начинается с создания горных выработок, которые открывают доступ к рудному телу с поверхности и позволяют проводить подготовительные работы. Эти выработки включают шахтные стволы, околоствольные выработки, квершлаги, штольни, капитальные рудоспуски и другие. Вскрытие месторождений осуществляется через главные и вспомогательные выработки.

Главные вскрывающие выработки (такие как стволы и штольни) служат для транспортировки сырой железной руды и пустой породы на поверхность, вентиляции, перемещения людей, а также доставки материалов и оборудования. Вспомогательные выработки используются для вентиляции, доставки оборудования и обеспечения дополнительных выходов на поверхность.

В зависимости от расположения главных вскрывающих выработок методы вскрытия месторождения делятся на простые и комбинированные. К простым способам относятся вскрытие вертикальным шахтным стволом по рудному телу, по породам лежачего или висячего бока и другие. Комбинированные способы сочетают несколько методов вскрытия, например, вертикальный шахтный ствол с переходом в вертикальный слепой ствол.

Подготовка

Подготовка включает проведение горных выработок, таких как штреки, восстающие и орты, которые разделяют вскрытую часть месторождения на отдельные выемочные участки: этажи, блоки, панели. Каждый выемочный участок, в свою очередь, делится подготовительными и нарезными выработками на подэтажи, слои, прирезки, камеры и другие элементы, такие как междуэтажные, междукамерные и междупанельные целики.

Горные выработки, проводимые в уже подготовленных участках для выемки руды, называются нарезными выработками, а работы, выполняемые при их создании, — нарезными работами. Примеры нарезных выработок включают проходки штреков и ортов, которые создают условия для дальнейшей выемки руды.

Очистная выемка

Очистная выемка представляет собой процесс извлечения руды из выемочного участка и поддержания выработанных пространств. Очистное пространство может оставаться открытым, заполняться отбитой рудой, закладкой или обрушенными породами, либо поддерживаться крепью.

Система разработки включает определенный порядок подготовки и очистной выемки во времени и пространстве. В каждой системе разработки присутствуют конструктивные характеристики, порядок и технология очистной выемки.

Основные операции очистной выемки включают

1. Отбойку руды: Отделение руды от массива. Этот процесс может выполняться различными методами, включая буровзрывные работы и механическую отбойку.

2. Доставку руды: Перемещение отбитой руды от забоя до откаточного горизонта. Этот процесс включает выпуск и погрузку руды. Транспортировка может осуществляться с использованием конвейеров, вагонеток или гидротранспорта.

3. Поддержание выработанного пространства: Укрепление или заполнение выработанного пространства для предотвращения обрушений и обеспечения безопасности дальнейших работ. Это может включать использование закладки или крепи.

Каждая система разработки адаптируется к конкретным условиям месторождения, обеспечивая оптимальную эффективность и безопасность добычи. Примеры систем разработки включают камерно-столбовую, этажно-камерную, панельную и другие, каждая из которых имеет свои особенности и области применения.

Примеры и особенности

• Камерно-столбовая система применяется на месторождениях с устойчивыми породами. Она предусматривает чередование камер, из которых извлекается руда, и оставленных для поддержки столбов. Это позволяет эффективно извлекать руду и поддерживать устойчивость горных выработок.

• Этажно-камерная система используется на месторождениях с менее устойчивыми породами. В этой системе горные выработки делятся на этажи, которые последовательно разрабатываются. Этажи могут разделяться на отдельные камеры, из которых извлекается руда, что позволяет контролировать обрушение пород.

• Панельная система применяется на крупных месторождениях с большими рудными телами. Она предусматривает разделение месторождения на панели, каждая из которых разрабатывается последовательно. Это позволяет оптимизировать транспортировку руды и управлять обрушением пород.

Подземная добыча железной руды представляет собой сложный и многоэтапный процесс, включающий вскрытие, подготовку и очистную выемку. Каждый этап требует тщательной планировки и использования специализированных технологий для обеспечения эффективности и безопасности работ. Различные системы разработки адаптируются к конкретным условиям месторождения, позволяя максимально эффективно извлекать железную руду и минимизировать воздействие на окружающую среду.