Под вскрытием шахтного поля понимают проведение после разведки так называемых вскрывающих выработок, открывающих доступ от поверхности земли к месторождению и обеспечивающих возможность проведения подготовительных выработок. К вскрывающим выработкам относят стволы шахт, штольни, квершлаги, капитальные уклоны, бремсберги и др. По вскрывающим выработкам осуществляют спуск и подъем людей, материала и оборудования, выдают из шахты полезное ископаемое, пустую породу, подают в шахту свежий воздух для проветривания и удаляют загрязненный воздух.
Различают главные и вспомогательные вскрывающие выработки. К главным относятся выработки (стволы, штольни), предназначенные для выдачи на поверхность полезного ископаемого, к вспомогательным - выработки (стволы слепых шахт, капитальные уклоны и др.), не имеющие непосредственного выхода на дневную поверхность и служащие для выполне¬ния различных транспортных операций, вентиляции, а также для вскрытия новых участков месторождения.
При разработке месторождений подземным способом выделяют три основные стадии работ: вскрытие, подготовку и очистную выемку, которые в период строительства горного предприятия выполняются последовательно, а затем в процессе эксплуатации совмещаются.
Под вскрытием понимают проведение комплекса выработок, соединяющих земную поверхность с месторождением и служащих для спуска и подъема людей, доставки материалов и оборудования к рабочим местам, транспортирования и выдачи горной массы и вентиляции. К вскрывающим выработкам относят отвалы шахт, штольни, квершлаги и околоствольные дворы.
Участки месторождения, для которых пройдены все необходимые выработки вскрытия, называются вскрытыми участками, а запасы в пределах этих участков - вскрытыми запасами.
Стадия вскрытия не только открывает доступ к месторождению, но и создает условия для выполнения следующей стадии работ - подготовки.
Стадия подготовки включает проведение комплекса так называемых подготовительных выработок, при помощи которых вскрытые участки месторождения разделяются на этажи, блоки, панели, столбы и ярусы. К подготовительным выработкам относят откаточные штреки, орты и восстающие. Из подготовительных выработок выделяют нарезные выработки, пройденные в массиве полезного ископаемого, для очередной стадии разработки - очистной выемки.
В разработке могут находиться один, два или несколько этажей, а поэтому различают одноэтажную, двухэтажную и многоэтажную разработку. Число одновременно разрабатываемых этажей определяется обычно применяемой системой разработки и заданной годовой производительностью. Вместе с тем не всегда горно-технологические условия позволяют вести добычные работы на нескольких этажах.
Этажи могут разрабатываться по вертикали как в нисходящем, так и в восходящем порядке. При разработке рудных месторождений, как правило, применяется нисходящий порядок, который позволяет сократить время до начала разработки и вести дополнительную разведку месторождения в глубину в процессе его эксплуатации.
Восходящий порядок отработки этажей встречается крайне редко, в виде исключения, при разработке некоторых жильных и неглубоко залегающих месторождений.
При разработке месторождений подземным способом возникает необходимость в делении шахтных полей на этажи и панели.
Разделение на этажи производится в наклонных, крутых, а также горизонтально залегающих залежах очень большой мощности.
На панели разделяют шахтные поля пологих и горизонтальных залежей.
Верхними границами этажа являются этажные или откаточные штреки. Их число зависит от мощности месторождения. Таким образом, этаж представляет собой часть шахтного поля, ограниченную по падению откаточными штреками, а по простиранию - границами шахтного поля.
Нередко в пределах этажа проходят так называемые промежуточные подэтажные штреки, которые делят этаж на подэтажи (верхний, нижний, средний). Следовательно, подэтаж - часть этажа, равная его длине, а по падению ограничена промежуточными штреками.
Как следует из изложенного, длина этажа является вполне определенной величиной, в то время как его высота может изменяться в широких пределах: от 15 м до 150 м. На выбор высоты этажа влияют многие факторы, главными из которых являются степень разведанности месторождения, физические свойства полезного ископаемого и вмещающих пород, угол падения залежи, капитальные и эксплуатационные затраты на 1 т запасов руды и др. Высота этажа принимается меньшей в недоразведанных и пологих залежах, представленных слабыми породами.
Часть месторождения, отведенная для разработки рудником или шахтой, называется соответственно рудничным полем или шахтным полем. В зависимости от условий залегания, конфигурации месторождения и его протяженности в состав рудничного (шахтного) поля может входить одна или несколько залежей. Рудничное или шахтное поле иногда включает в себя все месторождение. Если рудничное поле состоит из одного шахтного поля, то понятие рудник и шахта совпадают. В случае, когда рудничное поле состоит из нескольких шахтных полей, то последние имеют между собой границы, именуемые границами шахтного поля. Размеры шахтных полей в каждом конкретном случае определяются исходя из технико-экономических соображений. При этом сравнивают суммы капитальных и эксплуатационных затрат на 1 т добычи при различных размерах шахтного поля. Каждое шахтное поле характеризуется длиной и шириной в горизонтальных залежах, а в пологих, наклонных и крутых - длиной по простиранию и глубиной.
Намечается тенденция к увеличению размеров шахтных полей. При разработке крупных месторождений длина шахтных полей может достигать 4 - 5 км и более.
В зависимости от условий залегания месторождений и мощности залежей их разработку осуществляют открытым, подземным и комбинированным способами.
При открытом способе разработки полезное ископаемое добывают из недр при использовании открытых горных выработок, которые примыкают непосредственно к земной поверхности и имеют незамкнутый контур поперечного сечения (в отличие от подземных горных выработок). Добывание полезных ископаемых открытым способом осуществляется карьерами, представляющими собой совокупность горных выработок, предназначенных для разработки месторождений. Под термином «карьер» понимают также и горное предприятие, ведущее добычу полезного ископаемого открытым способом.
Горные предприятия, разрабатывающие открытым способом месторождения угля, называют разрезами, а россыпи - приисками.
При подземном способе разработки полезное ископаемое добывают из недр посредством сооружения специальных подземных выработок. Добыча подземным способом осуществляется шахтой - самостоятельной производственной единицей, входящей в состав горного предприятия, например рудник не имеющего единое административно-техническое управление. Под термином «шахта» иногда понимают горную выработку, но тогда правильнее ее называть стволом шахты.
Под разработкой месторождений полезных ископаемых понимают совокупность производственных процессов, направленных на эффективное извлечение полезных ископаемых из недр земли. Таким образом, основным объектом разработки являются месторождения полезных ископаемых, которые открывают разведчики недр. Они же изучают геологические и гидрогеологические условия залегания месторождений, определяют количество и качество полезных ископаемых.
Количество полезного ископаемого, заключенное в пределах данного месторождения, составляет его геологические запасы, которые разделяют на две группы, подлежащие отдельному учету: балансовые запасы, полезное ископаемое в которых удовлетворяет требованиям промышленности по своим качественным характеристикам и которые поэтому экономически выгодны для разработки в настоящее время, и балансовые запасы, в которых содержание полезного компонента ниже установленного промышленного минимума, а малая мощность залежи, сложность условий разработки, отсутствие эффективных методов переработки не позволяют использовать их в настоящее время, хотя и могут быть освоены в будущем.