Технология добычи полезных ископаемых со дна озер, морей и океанов - Ржевский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
....С введением в эксплуатацию шахт «Мийке», «Такашима» и
других предполагается довести добычу угля из подземных выработок, находящихся под дном моря, до 13—14 млн. т, что будет составлять 40—50% всей добычи угля в Японии.
Интересны применяемые методы разведки угля. Как правило используются геофизические, сейсмические, электрические и грави-. метрические методы разведки или бурятся скважины с берега.
В акватории океана о наличии угля так же судят о пластах угля по пробам горных пород, отбираемых дночерпателями (бассейны Сакито, Такашима). Бурение на небольших глубинах осуществляется с помощью плавучих платформ, устанавливаемых непосредственно на дно. После проходки скважин, платформа поднимается со дна путем вытеснения воды из специальных цистерн сжатым воздухом и на плаву доставляется к новому месту работ, где снова затапливается выпуском воздуха (шахты «Мийке», «Арнаке»), В более глубоких водах бурение производится с понтона, который держится при помощи четырех якорей (шахты «Такашима», «Сакито»).
Большинство шахт, ведущих добычу угля из подвоДной части пластов, вскрыты стволами, закладываемыми на суше. Примером может служить шахта «Такашима» на острове с тем же названием (рис. 3.12). Аналогично вскрыты пласты на малых островах (шахты «Сакито», «Ошима», «Иожима», «Икешима» и другие). Все эти шахты имеют откаточные выработки, квершлаги большой протяженности. Еще большую длину имеют выработки на шахтах, закладываемых на крупных островах вдали от берега. Примером может служить одна из первых шахт по подводной добыче угля —¦ шахта «Юби», ствол которой заложен на расстоянии 3 км от берега.
Одним из методов повышения экономичности подводной добычи отдельные авторы считают метод закладки стволов с искусственных островов. Примером такого решения может служить шахта «Ариа-ке», расположенная на искусственном острове диаметром 205 м в одноименном заливе, и шахта «Мийке». При строительстве шахты «Ариаке» искусственный остров, возвышающийся на 6 м выше Уровня моря, был возведен на расстоянии 1,5 км от берега намывом на глубине около 25 м.
Стволы в таких условиях проходятся бурением, при этом мелочь выносится на поверхность аэролифтным подъемом. Таким методом были пройдены стволы на шахте «Мийке» (до глубины 120 м) и на шахте «Ариаке» (до 150 м). Крупные куски, не удаленные аэролифтом, поднимались грейферным ковшом.
Основной системой разработки угольных пластов на указанных выше шахтах являются системы с закладкой. Отрабатываются пласты мощностью не менее 2 м.
Большой опасностью при подводной добыче угля является прорыв морской воды в выработки, который может быть вызван наличием трещин в кровле. Наиболее вероятные места прорывов воды находятся в местах деформаций пластов или пониженной мощности пустых пород над угольными пластами. За последние годы было отмечено 78 прорывов воды. В 12 случаях шахты были полностью затоплены. При этом только в одном случае прорыв произошел в лаве, а в остальных в подготовительных выработках.
При определении безопасной глубины под морским дном в основном руководствуются накопленным опытом, однако в последнее время была сделана попытка использовать для данных целей метод Бала для вычисления вероятных деформаций и напряжений в горных породах. Принято, что выемка в два слоя пласта мощностью 4,86 м производится на глубине от дна океана не менее 80 м, а при мощности 2,6 м (один слой) не менее 65 м. Проветривание в этих условиях затруднено из-за необходимости применения центральной вентиляции при большой длине вентиляционных путей.
Интересен пример разработки железорудного месторождения Вабана, находящегося в Канаде. Основная часть месторождения, представленная 12 разведанными пластами различной мощности, находится под дном океана, но частично пласты имеют выход на остров Белл Айленд. Шахтное поле имеет площадь 22 км2 и запасы 2 млрд. т руды, содержащей 52% железа. Месторождение вскрыто наклонными стволами, оборудованными конвейерными линиями. Наиболее глубокий участок рудника находится в месте, где глубина моря составляет 100 м. Над очистными забоями оставлен охранный целик мощностью 300 м. Производительность рудника составляет 3 млн. т руды в год.
Большой опыт разработки коренных месторождений морского дна накоплен также в Англии. Горные работы ведутся в угольных бассейнах Нортумберленд, Дархен, Шотландии и в других районах страны. Например, ствол шахты «Исингтон», расположенный в 1 км от побережья моря, вскрыл пять угольных пластов, простирающихся в основном под дном моря. В настоящее время разработка угольных пластов, ведется комбайнами на расстоянии более 7 км от берега и объем угля под дном моря составляет 90% всего добычного угля на шахте. Годовая производительность шахты составляет 1 млн. т угля.
В Англии также известны рудники, добывающие из-под дна моря олово, медь и мышьяк. Однако добыча была прекращена из-за
Рис. 3.13. Принципиальная схема разработки подводного серного месторождения:
1 — платформы с оборудованием; 2 — соединительные мосткн; 3 — скважины; 4 — горячая вода (t — 163° С, р = 42 кгс/см2); 5 — подъем расплавленной серы с помощью сжатого воздуха (р = 70 кгс/см2); 6 — подводный трубопровод диаметром 355 мм для транспортирования расплавленной серы на берег прн t = 160° С.
