Лекція 2
Тема: Природні умови залягання кориснихкопалин. Поняття про відкриту розробку корисних копалин
Мета:отримати знання про природніумови розташування корисних копалин в надрах землі та сформувати уявлення провідкриту розробку корисних копалин.
План
1. Природні умови родовищкорисних копалин
2. Класифікація родовищ корисних копалин
3. Елементи залягання родовищ корисних копалин
4. Способи розробки корисних копалин, їх переваги та недоліки
5. Загальні відомості про відкриту розробку корисних копалин
В природі неіснує двох однакових родовищ корисних копалин – всі вони різні. Природніумови характеризуються геологією, топографією поверхні, гідрогеологією,сейсмологією та кліматом. Кожне родовище має свій генезис, тобто походження тарозвиток впродовж мільйонів років, саме тому всі родовища різні. Незважаючи наце всі родовища можна згрупувати та класифікувати за певними ознаками –наприклад за формою рудного тіла. Давайте докладніше з Вами розглянемо такукласифікацію. За формою рудного тіла родовища поділяють на: пластові,пластоподібні, трубоподібні, стовбоподібні, лінзоподібні, жильні, штокверкові,гніздоподібні, складної форми та розсипи.
Пластові – обмежені від вміщуючих порід більш менш паралельними площинами, тобто мають плитоподібну форму та відносно постійну потужність. Мають переважно осадове походження
/>
Пластоподібні – відрізняються від пластових менш витриманою формою та потужністю, мають різні кути падіння. Характерним представником родовищ цієї форми є більшість родовищ Кривбасу.
/>
Стовпоподібні – при значному розмірі по падінню (в глибину) мають невеликі розміри по простяганню. Різновидом стовпоподібних родовищ є трубоподібні, які в горизонтальному перетині мають еліптичну форму (кімберлітові трубки)
/>
Лінзоподібні – мають чітко виражену форму лінзи, тобто округлу або овальну форму з меншою потужністю по краях, мають різні розміри та кути падіння.
/>
Жильні – поділяють на прості та складні. Проста жила – це поодиноке рудне тіло, складна – це сукупність зближених жил та безлічі прожилків. Серед прости жил можна виділити: плитоподібні, рубцеві та лінзоподібні. Серед складних – сіткові, гілкові та сідлоподібні (див мал.). форма жил залежить від тріщин в земній корі
/>
Штокоподібні рудні тіла мають великі розміри неправильної форми. Іноді такі тіла називають масивами
/>
Гніздоподібні мають маленькі розміри, і кожне рудне тіло окремо не має промислового значення.
/>
Складної форми
/>
Розсипи– горизонтальні пластоподібні рудні тіла невеликої потужності.
/>
Теперзвернемо увагу на класифікацію покладів корисних копалин:Класифікаційна ознака Тип родовища За будовою
Прості – при розробці не потрібно використовувати спеціальну технологію роздільного виймання
Складні – необхідно застосовувати спеціальну технологію За кутом падіння
Горизонтальні та пологі – кут падіння до 10º
Похилі – 10-30º
Круті – більше 30º За потужністю
Малопотужні
Середньої потужності
Потужні За типом розкривних порід та корисної копалини
З м'якими породами – не потребують попереднього розпушування
З напівсальними породами – потребують механічного або вибухового руйнування
Зі скальними породами – потребують вибухового руйнування За розташуванням
Платформ енне
Нагірне
Підводне За гідрогеологічними умовами
Обводненні
Малообводненні
/>
1,3 – вміщуючі породи відповідно лежачого та висячого боків
2 – покриваючі породи
4 – корисна копалина
Вміщуючіпороди – гірські породи, які оточують пласт
Істиннапотужність пласта – її ще називають нормальною потужністю. Вимірюється якнайкоротша відстань між бічними поверхнями пласта (по перпендикуляру)
Горизонтальнапотужність пласта – потужність, яка вимірюється в горизонтальній площині
Вертикальнапотужність пласта – відстань по вертикалі від будь-якої точки покрівлі пластадо його підошви
Падіння – нахил шару(пласта) до горизонтальної площини
Простягання – лінія перетинушару (пласта) з горизонтальною площиною
Лініяпростягання – є лінією перетину з горизонтальною площиною
Лініяпадіння – лінія, яка лежить в площині пласту перпендикулярно до лініїпростягання
Кутпадіння – утворюється лінією падіння та горизонтальною площиною
Існує 2способи розробки корисних копалин: відкритий спосіб та підземний.
При відкритомуспособі доступ до корисної копалини забезпечується повним видаленням розкривнихпорід (тобто покриваючих рудне тіло або вугільний пласт порожніх порід)
Переваги відкритогоспособу:
· дешевизна
· можливість застосуванняпотужного і високопродуктивного устаткування
Недоліки:
· величезні S земліпропадають
· для доступу до корисноїкопалини необхідно витягувати (розкривні) порожні породи
· існує залежність відкліматичних умов.
Підземний спосіб розробки реалізується за допомогою шахтної абосвердловинної технології.
На декількохнаступних лекціях ми з Вами будемо знайомитися з технологією відкритої розробкикорисних копалин. Для цього нам необхідно визначитись з поняттями,якими ми будемо користуватись при цьому.
Відкритимигірничими роботами називаєтьсявидобування корисної копалини безпосередньо з поверхні землі. В результаті цихробіт на поверхні землі утворюється кар’єр.
Кар’єр – виїмка, яка слугує для розробки корисних копалин відкритимспособом. Гірниче підприємство, яке здійснює видобуток корисних копалинвідкритим способом також називається кар’єром. Слід зазначити, що у руднійпромисловості та при видобутку будівельних матеріалів термін «кар’єр»зберігається, у вугільній промисловості кар’єр називають розрізом, а прирозробці розсипів – копальнею (рос. прииск).
До основнихелементів кар’єру належать:
Кар’єрне поле – родовище або його частина, яка відпрацьовується одним кар’єром.
Вироблений простір – утворюється в процесі відкритих гірничих робіт. На поверхнівироблений простір обмежується границями кар’єрного поля, по глибині – днищемкар’єру. Розробка корисних копалин при відкритій розробці ведетьсягоризонтальними шарами, внаслідок чого профіль кар’єру має форму сходинки.
Ця сходинка маєназву уступ – частина товщі гірських порід, яка відпрацьовуєтьсясамостійними засобами розпушування, виймання та транспортування. Висота уступувизначається з урахуванням безпеки ведення гірничих робіт та залежить відробочих параметрів гірничого обладнання.
Підуступом називається частина уступу за висотою, яка відпрацьовуєтьсясамостійними засобами розпушування та виїмки, але обслуговується загальним длявсього уступу транспортом.
Тепер давайтепоговоримо про основні елементи уступу:
Площадка уступу – горизонтальна поверхня, яка обмежує уступ по висоті.Розрізняють верхню та нижню площадки.( на малюнку позначено цифрою 1)
Відкос уступу –похила поверхня, яка обмежує уступ з боку виробленого простору. (на малюнкупозначено цифрою 4).
Кут, який утворюєвідкос уступу з горизонтальною поверхнею називається кутом відкосу уступу.
/>
Лініяпертину відкосу уступу з верхньою та нижньою площадками уступу називається верхньоюта нижньою бровками відповідно.
Частинауступу по ширині, яка розробляється виймальними засобами та транспортомназивається заходкою. Торець заходки називається забоєм. Заходкауступу характеризується шириною, висотою та довжиною.
Фронтомробіт уступу називається частина уступу, яка підготована для ведення гірничихробіт.
Робочоюплощадкою уступу (робочим горизонтом) називається площадка уступу, на якійрозташоване обладнання. Робочі площадки уступів з’єднані між собою бермами.
Сукупністьуступів, які знаходяться в одночасному відпрацюванні, називається робочоюзоною кар’єру.
Борткар’єру – це бічна поверхня, яка обмежує кар’єр та складається з відкосівта площадок уступів. Борт кар’єру, на якому відбуваються роботи, називається робочимбортом. Якщо ж роботи на борту не ведуться, то борт є неробочим.Площадка між уступами на неробочому борту кар’єру, яка залишається дляпідтримання стійкості борту називається запобіжною бермою. А якщо цяплощадка слугує для розміщення транспортних комунікацій. То таку бермуназивають транспортною.
Лініяперетину бортів кар’єру з поверхнею називається верхнім контуром кар’єру.Лінія перетину бортів кар’єру з днищем називається нижнім контуром кар’єру.
Умовнаповерхня, яка проходить крізь верхній та нижній контури кар’єру, називається відкосомборту кар’єру. Кут, який утворює ця площина з горизонтальною поверхнею,називається кутом відкосу борту кар’єру.
Тепердавайте перейдемо до поняття «технологія» – це слово має грецькепоходження та дослівно перекладається як вчення про вміння. Іншими словами цесукупність знань про способи, засоби та організацію виконання яких-небудьробіт.
Технологіявідкритих гірничих робіт включає декілька послідовних етапів:
· Підготовка поверхні кар’єрного поля – створення умов дляпроведення горно-капітальних робіт – вирубування лісу, відведення річок,знесення споруд, перенос транспортних комунікацій.
· Осушення родовища – відбувається для видалення підземних водшляхом проведення дренажних виробок.
· Горно-капітальні роботи – розкриття родовища, тобто створеннядоступу до корисної копалини з поверхні землі. Відбувається шляхом проведеннясистеми траншей, капітальних та розрізних.
· Експлуатаційні роботи – роботи по видобуванню корисної копалини.До цього етапу входять розкривні роботи, видобувні та ін.
· Рекультивація порушених земель – відновлення природних умовпорушених земель.
Доосновних виробничих процесів відкритих гірничих робіт слідвіднести:
· Підготовка гірських порід до виймання (вибух, механічне розпушеннята ін.)
· Виймання та вантаження
· Переміщення гірської породи
· Складування, відвантаження споживачам
· Збагачення – відділення порожньої породи від корисного компоненту.
· Відвалоутворення – процес прийому та укладки у відвал порожньоїпороди.
Список рекомендованоїлітератури
1. Гірничий енциклопедичнийсловник: В 3т. – Донецьк.: Східний видавничий дім, 2001.
2. Анистратов Ю.И.Технология открытой добычи руд редких и радиоактивных металлов: Учебник длявузов. – М.: Недра. – 1988. – 430 с.: ил.
3. Борисов С.С. Горное дело:Учебник для техникумов. – М.: Недра, 1988. – 320с.: ил.