Открытые горные выработки

Копуши или закопушки – небольшие, неправильной формы углубления с поверхности земли в мягких, рыхлых и сыпучих породах. Сечения этих небольших простых выработок обычно от 0,4 х 0,4 м до 0,4 х 0,6 м при глубине 0,5 х 0,8 м.

Копуши проходятся для отбора проб и исследования верхнего слоя наносов, для взятия шлиховых проб при металлометрических съемках и других целей.

Канавы – узкие, протяженные выработки глубиной 1-3 м (редко 5 м). Поперечное сечение канав обычно трапециевидное, шириной по дну канавы 0,4-1,0 м, в верхней части до 2-2,5 м. Протяженность канав зависит от их назначения и может быть от нескольких до сотен метров.

В большинстве случаев канавы проходят с целью вскрытия коренных пород или тел полезных ископаемых (не затронутых выветриванием), когда они перекрыты наносами мощностью до 3-5 м. Для отбора проб и образцов нередко канаву углубляют в коренные породы на 0,3-0,5 м; иногда в этих случаях оставляют бермы и сечение канав принимает уступчатую форму

Канавы могут быть магистральными, которые проходятся вкрест простирания пород или тел полезных ископаемых с целью вскрытия контактов пород или вскрытия рудных тел. Такие канавы могут иметь протяженность в сотни метров и проходятся на значительных расстояниях друг от друга.

Канавы могут быть прослеживающими. Назначение их – проследить контакты пород или рудное тело по простиранию.

При малой мощности тел полезных ископаемых (менее ширины канавы), канаву целесообразно проходить по простиранию тела с тем, чтобы получить сплошное вскрытие тела под накосы (по голове жилы). Протяженность канавы в этом случае зависит от протяженности тела полезного ископаемого. В местах раздувов или расщепления тела полезного ископаемого канава может быть расширена или из нее пройдены поперечные короткие канавы.

При значительной мощности тела полезного ископаемого (более ширины канавы) проходят короткие (10-20 м) прослеживающие канавы, пересекающие тело через 20-40 м. Протяженность канав и расстояние между ними в этих случаях зависят, главным образом, от мощности тела.

На крутых склонах канавой можно вскрыть пологопадающие или горизонтально лежащие слои пород, дно канавы может иметь в этом случае ступенчатый вид по кровле пластов.

Если крутые склоны направлены вкрест простирания крутопадающих пород, можно проходить однобортные канавы.

Иногда со склонов вглубь массива проходят широкие канавы, имеющие вертикальные (или почти вертикальные) борта с целью детального изучения и опробования толщ коренных пород при опробовании известняков, мергелей, гипсов и др. Такие канавы называют траншеями.

Карьер - наиболее крупная открытая выработка, которая может вскрыть тело полезного ископаемого на большой площади и на значительной глубине. Форма карьера может быть неправильной, круглой, овальной в зависисмости от условий залегания тела.

Вскрытие тел полезных ископаемых карьерами в ряде случаев связано с необходимостью получения больших объемов минерального сырья для технических и технологических испытаний, что в первую очередьотносится к строительным материалам. Глубина карьера иногда достигает 100 м и более.

Подземные вертикальные и наклонные горные выработки

Шурф - вертикальная или реже наклонная выработка квадратного, прямоугольного или круглого сечения (круглая называется Дудка), имеющая непосредственный выход на земную поверхность.

Размеры прямоугольных сечений чаще всего принимают равными 1,25: 1,5: 2,0 м² и, реже, больше.

Размеры круглых сечений определяются диаметром от 0,8 до 1,2 м, реже, больше.

Начало шурфа, его верхняя часть, называется устьем, нижняя - забоем, а средняя часть между устьем и забоем - стволом шурфа. Максимальная глубина шурфов 40-50 м, наиболее часто проходят шурфы глубиной 10-30 м.

Шурфы проходят для целей поисков и разведки месторождений: вскрытия тел полезных ископаемых, их прослеживания и опробования. Необходимость проходки шурфов часто вызывается большими наносами, покрывающими выходы тел полезных ископаемых, которые не могут быть вскрыты канавами; большой мощностью зоны выветривания при необходимости вскрытия пород или тела полезного ископаемого в коренном залегании; при большой глубине зоны окисления и других случаях.

Шурфами можно вскрыть и разведывать горизонтально залегающие пласты или пачки пластов, линзы, пластообразные залежи, если они залегают в пределах допустимой глубины.

Из шурфов нередко приходится проходить горизонтальные выработки:

Например, прикрутом падении глубоко залегающих пластов поиски и разведку их можно вести шурфами с квершлагами, направленными вкрест простирания пород.

Шурфы с квершлагами часто используют и для разведочных целей на глубине крутопадающих жил, залежей и пластов как выходящих на поверхность, так и перекрытых наносами. При разведке пластообразных или жильных тел полезных ископаемых с крутым углом падения иногда проходят наклонные шурфы, чаще всего по лежачемц боку. Из таких шурфов на различных глубинах можно проходить рассечки - орты для пересечения всей мощности тела и его опробования.

Разведочная шахта - это вертикальная, реже наклонная, горная выработка глубиной от нескольких десятков до сотен метров (200-300 м). Форма сечения обычно квадратная, размером от 4-6 до 10-16 м² в зависимости от глубины, объема работ и сроков выполнения. Аналогично шурфам, начало шахты носит название устья, конец - забой, а часть шахты между устьем и забоем - ствол. В некоторых случаях шахты проходятся из горизонтальных подземных выработок, напрмер, из штолен, и называются “слепыми”.

Из шахты обязательно проходят горизонтальные, вертикальные или другие горныевыработки на одном-двух горизонтах, которые дают возможность детально изучить месторождение.

Разведочные шазты проходятся при разведке глубоких горизонтов крутопадающих тел, при сложном их строении или сложном вещественном составе. Нередко проходка шахт связана с необходимостью отбора крупных технологических проб, прослеживания и изучения непрерывности оруднения и других целей.

Элементы шахты

Ствол - часть шахты между устьем и забоем.

Гезенк - вертикальная или наклонная подземная выработка, идущая вниз (нередко по падению тела полезного ископаемого) и не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность. Форма сечения квадратная и прямоугольная. Размеры 2-2,5 м².

Восстающий - подземная выработка, идущая из горизонтальных выработок - штолен, штреков, квердагов снизу вверх по восстанию тела полезного ископаемого с целью прослеживания его и изучения. Протяженность восстающих ограничивается расстоянием между горизонтами горных выработок 40-100м. Форма сечения квадратная и прямоугольная, размером 2 х 2,5 м².

Подземные горизонтальные выработки

Штольни - горизонтальные горные выработки, устья которых имеют непосредственный выход на поверхность земли. Штольня, у которой забой также выходит на поверхность, называется тоннелем. При разведочных работах штольни проходятся на местности с крутым рельефом для тех же целей, что и разведочные шахты в условиях пологого рельеыа. Из штольни могутбыть пройдены другие подземные выработки, которые дают возможность изучить месторождение.

Сечение штольни при разведке чаще всего бывает трапецеидальным с основанием 1-1,5 м и 2 м и высотой 1,8-2 м. Реже применяют квадратное сечение 2 х 2 м, прямоугольное 1,5 х 2 м и сводчатое. Протяженность штольни - обычно от первых десятков метров до сотен метров. По направлению различают штольни продольные, идущие по простиранию тела полезного ископаемого, и штольни поперечные, вскрывающие вмещающие породы и тело полезного ископаемого вкрест его простирания. По назначению штольни делятся на разведочные, откаточные, вентиляционные.

Штрек - подземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проходимая по простиранию тел полезных ископаемых при наклонном их залегании, а при горизонтальном залегани тела - в любом направлении по протяженности месторождения.

Квершлаг - горизонтальная надземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную повеохость, проходимая по вмещающим породам или по телу полезного ископаемого под углом к их простиранию, чаще всего вкрест простирания.

Орты (иногда называемые рассечками) - выработки, которые проходят из штреков или шурфов для вскрытия и изучения тел полезных ископаемых по их мощности, в тех случаях, когда мощность тела полезного ископаемого не вскрывается полностью габаритами штрека.

Форма сечений и размеры штреков и квершлагов аналогичны штольням. Для проходки орт используют минимальные сечения.

При поисках и разведке месторождений полезных ископаемых наиболее широко используются канавы, штольни, шурфы и, реже, шахты.