Источник: Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений. Сб. научн. трудов. Вып 17, – Донецк: «Норд – Пресс», 2011. – 260 с.
При увеличении глубины шахт, возникает ряд проблем, требующих особого вни-мания. К ним, в частности, можно отнести следующие.
Нарастание воздействия горного давления, влияние которого усиливается с глуби-ной весьма активно. Вместе с тем имеют место случаи, когда, даже на очень больших глу-бинах крепь горных выработок в течение длительного времени сохраняется без видимых или, по крайней мере, значительных повреждений.
Указанное наблюдение позволяет утверждать, что на весьма больших глубинах ве-дение горных работ с точки зрения обеспечения сохранности крепи горных выработок возможно в большинстве случаев при использовании специальных видов крепи, учиты-вающих конкретные условия, с увеличенными параметрами такой крепи, применением в ней материалов высокой прочности.
Крепление выработок на больших глубинах в целом требует повышенных затрат как в процессе его установки, так и поддержания крепи при эксплуатации горных выработок.
Крепление выработок большого поперечного сечения на глубине характеризуется дополнительными сложностями и стоимостью.
Необходимость борьбы с горными ударами, являющимися следствием перенапря-женного состояния горных пород, окружающих выработки. Горные удары происходят на глубоких горизонтах шахт, когда напряжения в горном массиве настолько велики, что превышают предел прочности горных пород.
Сложность проветривания и борьбы с пылью. Эта проблема приобретает в услови-ях глубоких шахт дополнительную значимость в связи с увеличением температуры гор-ных пород и значительным возрастанием протяженности вентиляционных путей.
С увеличением глубины шахт возможны случаи очень интенсивного нарастания температуры пород. Вместе с тем известны месторождения, где увеличение температуры с глубиной происходит не столь заметно и позволяет проводить работы в относительно приемлемых условиях даже на весьма больших глубинах. Подобное характерно, в частно-сти, для некоторых железорудных месторождений, где фактические температуры горных пород оказались существенно ниже тех уровней, которые прогнозировались ранее.
Использование специальных методов проветривания и охлаждения воздуха, по-дающегося в шахту, позволяет во многом нейтрализовать негативные воздействия темпе-ратуры.
Усложнение подъема полезного ископаемого и пустых пород из глубоких шахт. Актуальность этой проблемы возрастает с увеличением глубины разработки и масштабов добычи полезных ископаемых. Известно, что производительность подъема падает почти в прямой пропорции с глубиной. При критической глубине наступает такой момент, когда подъемная установка не может поднять не только полезный груз, но и собственно подъ-емный сосуд и массу каната.
Одним из выходов в сложившейся ситуации может быть применение ступенчатого подъема. Анализ показывает, что две одинаковые подъемные машины, установленные последовательно и поднимающие груз на половину общей высоты (двухступенчатый подъем), имеют большую производительность для глубин, превышающих 1100-1200 м, чем те же подъемные машины, установленные параллельно и поднимающие груз с конечной глубины без перегрузки (одноступенчатый подъем).
До глубины 1500 м отличие в производительности сравниваемых подъемов неве-лика, но на глубине свыше 2000 м такое отличие уже весьма заметно и превышает ?. При еще большей глубине преимущества многоступенчатого подъема вполне очевидны.
С глубиной возрастает требование повышения надежности системы обеспечения безопасности ведения горных работ.
Рассмотренные проблемы возникают на больших глубинах в отдельности или в различных сочетаниях друг с другом
Анализ показал, что при разработке глубокозалегающих месторождений домини-рует способ вскрытия вертикальными шахтными главными и вентиляционными стволами с максимально возможной глубиной первой ступени подъема.
Главные стволы используют обычно большего диаметра с тем, чтобы разместить в их сечении скипы и клети значительной грузоподъемности. Вентиляционные стволы, имеющие меньший диаметр, стремятся проходить сразу до конечной глубины разработки месторождения.
Нижние горизонты вскрываются слепыми вертикальными или наклонными ство-лами исходя из стремления уменьшить общее число ступеней подъема.
В мире накоплен значительный опыт разработки различных видов полезных иско-паемых на больших глубинах, позволяющий, в определенной мере, рассчитывать на воз-можность дальнейшего развития работ.