Подземная добыча полезных ископаемых

Способы добычи твердых полезных ископаемых.

3.1. Открытый способ добычи полезных ископаемых, сущность, преимущества и недостатки, область применения.

Открытый способ добычи реализуется с земной поверхности, в открытых горных выработках (траншеях и полутраншеях).

Горное предприятие, использующее открытый способ добычи – карьер, разрез, прииск.

В процессе работ появляется совокупность открытых горных выработок разного назначения – выработанное пространство и отвалы вскрышных пород. По виду применяемого оборудования различают экскаваторный и гидравлический способы производства работ. Экскаваторный способ является универсальным. Гидравлический способ применяется только в благоприятных горно-геологических и климатических условиях. Открытый способ разработки интенсивно развивается и для добычи некоторых ископаемых является единственным применяемым.

Преимущества открытого способа:

— применение крупногабаритного, мощного оборудования;

— более безопасные условия труда;

-проблем горного давления, проветривания меньше;

-более полное извлечение полезных ископаемых.

Недостатки открытого способа:

-крупные нарушения земель, водного баланса;

-отработка только сверху в низ;

-эффективность открытых работ с углублением падает быстро.

Область применения – приповерхностные запасы полезных ископаемых

Подземный, способ добычи полезных ископаемых, сущность, преимущества и недостатки, область применения.

При подземном способе разработки горные работы ведутся в подземных выработках

Недостатки применения подземного способа:

— ограничения габаритов оборудования;

— более опасные условия труда;

-проблем горного давления, проветривания больше;

-менее полное извлечение полезных ископаемых.

Преимущества подземного способа:

-меньшие нарушения земель, водного баланса;

— меньшая зависимость от климата;

-возможна отработка запасов с разных направлений;

-эффективность с углублением работ падает медленно.

Область применения – глубинные запасы полезных ископаемых.

В последние годы расширяется применение открыто-подземного способа добычи полезных ископаемых используя отдельные преимущества каждого из них.

Добыча методом выщелачивания, гидродобыча (скважинная гидродобыча, подземное, кучное выщелачивание)

Способ выщелачиванияоснован на растворении некоторых полезных ископаемых (уран, соли, сера, фосфориты, сильвинит, марганец, золото, медь, свинец, цинк, бурый железняк и др.) растворителями избирательного действия (рабочими агентами) и

при дополнительным воздействием катализаторов (давление, температура, электровоздействие и др.), переводе их из твердой в жидкую фазу (продуктовые флюиды) извлекаемую на поверхность. Метод малооперационный, поточный, простой, применим для бедных руд, небольших, нарушенных залежей, глубинного залегания, под объектами. Применяется как в технологии подземного (скважинного) так и кучного (из куч бедных извлеченных на поверхность некондиционных руд) выщелачивания.

Добыча полезных ископаемых методом растворения применяется при разработке месторождений каменной соли, каолина, серы и др. Растворителем является вода. Каменная соль переходит в раствор, каолин образует пульпу, сера в перегретой до 135 град воде образует тяжелую жидкость. Завершающим процессом извлечения ископаемого служит обратный процесс – выпаривания (соль), осаждение (каолин), охлаждение (сера).

Медь, содержащаяся в кислых рудничных водах в концентрации до 5 гр/л., осаждается из раствора железом по простой технологии. Наиболее широко технология выщелачивания применяется при разработке месторождений урана, россыпных месторождений золота с использованием минеральных или органических кислот, соды, солей.

Уголь растворяется аммиаком, под действием водорода, давления до 20 МПА, температуры до 500 град.

Метод скважинной гидродобычи (СГД) осуществляется за счет разрушения пород струей воды высокого давления в скважинах и в виде пульпы выдачи на поверхность.

Дата добавления: 2017-02-28 ; просмотров: 1430 | Нарушение авторских прав

источник

Производство конечной продукции в промышленности представляет сложный процесс, который обусловлен видом сырья, условиями его переработки и другими обстоятельствами. В различных отраслях индустрии он имеет свою специфику. Однако независимо от этого его можно представить в общем плане в виде следующей схемы.

Следовательно, полезные ископаемые составляют первичную, базисную основу промышленного производства. Чтобы получить конечную продукцию необходимо природные ресурсы извлечь из недр на поверхность. Этот первичный этап промышленного производства называется добычей. Добыча полезных ископаемых проводится открытым и подземным способами. В первом случае ресурсы изымаются из недр после удаления пород, которые покрывают их. В этом случае ископаемые извлекаются как бы с поверхности земли. При подземной добыче ископаемые извлекаются на поверхность из под покрывающих пород через специальные горные выработки, пройденные в горных породах. Выбор способа добычи зависит от вида природных ресурсов, горно-геологических условий их залегания и других обстоятельств. Наиболее прогрессивный способ добычи — открытая разработка полезных ископаемых. Это объясняется рядом преимуществ по сравнению с подземной добычей. В открытых разработках рабочее пространство не ограничено, как в шахтах. В результате создаются благоприятные условия для применения мощных, высокопроизводительных машин. Производственный процесс высокомеханизированный и выполняется почти без ручных работ. Как следствие производительность труда в 3-6 раз большая, чем в шахтах. Высокий уровень механизации снижает трудоемкость производства и обеспечивает более легкие, безопасные, гигиенические условия труда горняков. Благодаря широкому развитию фронта работ необходим меньший период на строительство открытых разработок, быстрее осваиваются проектные мощности. В результате капитальные вложения при строительстве карьера в 1,5-2,5 раза меньше, чем при шахтных разработках.

Все приведенные обстоятельства объясняют высокую эффектив­ность открытых разработок. Поэтому преимущественное развитие данного способа добычи определяет прогрессивные тенденции в промышленности. Широкое развитие открытых разработок сдерживается рядом обстоятельств. Во-первых, больше зависимость разработок от природных условий (климатических, горно-геологических и др.). Достаточно отметить, что добыча ископаемых этим способом при современном уровне развития научно-технического прогресса ограничена глубинами до 500 м. Во-вторых, значительное влияние на окружающую среду, которое может быть настоль­ко негативным, что делает экологический фактор основным в определении способов добычи сырья. Однако современный уровень развития научно-технического прогресса позволяет уменьшить влияние этих обстоятельств на разработку ресурсов открытым способом.

Открытым способом добывают все сырье для производства строительных материалов, большую часть железных, хромовых, медных руд, значительную долю марганца, сланцев, угля и дру­гих ископаемых.

Применение открытых разработок экономически целесообразно при условии, что себестоимость единицы добываемого сырья меньше или равна себестоимости его извлечения подземным способом. Открытые разработки используются при относительно неглубоком залегании от земной поверхности ресурсов. Так, в Кривом Роге (Украина) железные руды добываются с глубин до 250 м. Выбор способа зависит также от мощности пластов. Маломощные пласты не эффективно разрабатывать даже при относительно неглубоком залегании, так как необходимо перемещать значительные объемы пустой породы на единицу сырья. Поэтому только часть всех запасов природных ресурсов пригодна для открытых разработок. Все телефоны гостиницы снежный барс домбай можно найти на сайте snow-bars-dombay.ru. Набрав менеджерам, вы сможете забронировать любой понравившийся тип номера и отправится всей семьей на отдых.

Когда на месторождении выполнены названные работы, приступают к вскрышным, то есть удалению пустой породы, покрывающей руду. В результате открывается непосредственно доступ к природным ресурсам. Удаление породы проводят послойно (рис. 2). В процессе разработки каждый слой приобретает форму уступа, ступени. Торцевая часть его называется забоем. На площадках уступа размещают горное оборудование, транспортные средства, а сам уступ называют вскрышным. Способ удаления вскрышных пород зависит от их физических свойств. Рыхлые и мягкие породы удаляют механическим способом с использованием экскаваторов, бульдозеров. Твердые, скальные породы первоначально разрушают взрывом, а затем перемещают механическими средствами. Вынутую породу перевозят в отвалы – специально отведенные площадки, которые могут быть расположены как в выработанном пространстве (внутренние отвалы), так и за его пределами (внешние отвалы). Перемещение пустой породы в отвалы называется отвальными ра­ботами.

Очистные работы включают операции по изъятию полезных ископаемых из недр, и свое название получили от сущности назначения. Они проводятся, когда обнажены природные ресурсы. Добыча проводится, как и при удалении вскрышных пород – послойно. Образованные уступы называются очистными.

Основным механическим средством при проведении вскрышных и очистных работ является экскаватор – самоходная землеройная машина, которая выполняет выемку породы и ее перемещение в ковше. Экскаваторы бывают одноковшовыми и многоковшовыми.* Применяются также драглайны – канатно-ковшовые экскаваторы. Они отличаются от одноковшовых экскаваторов тем, что ковш со стрелой соединен тросом. Драглайны бывают шагающими и на гусеничном ходу. Кроме экскаваторов, на открытых разработках применяются скреперы, бульдозеры, буровзрывная техника и другие машины, которые имеют вспомогательное назначение.

Предприятия, которые представляют совокупность горных выработок, оборудование для добычи ископаемых открытым способом называются карьерами, а в угольной промышленности – разрезами.

Для оценки эффективности открытой добычи используется показатель коэффициент вскрыши, который представляет отношение объема пустой породы к количеству добытого полезного ископаемого. Этот показатель показывает количество перемещаемой пустой породы на единицу добытого сырья.

Многоковшовые экскаваторы бывают цепными (ковши расположены на цепи) и роторными (ковши размещены на вращающемся колесе – роторе).

Коэффициент вскрыши при добыче нерудных материалов составляет около 1 м³ пустой породы на одну тонну сырья (1 м³ /т), угля – до 15 м³ /т. С развитием добычи сырья разрабатывается все больше месторождений с худшими горно-геологическими условиями, а это обусловливает увеличение коэффициента вскрыши. Так, в 60-е годы на угольных разрезах Кузбасса этот показатель составлял 4 м³ /т, а в 90-е – более 7 м³ /т. Такой динамике показателя благоприятствует эксплуатация все более мощной техники, которая позволяет с меньшими затратами изымать руду из недр.

Открытая добыча значительно влияет на окружающую среду. Во-первых, это влияние обусловлено изъятием из хозяйственной деятельности значительных земельных угодий под карьеры, отвалы, которые в современных условиях на каждом предприятии занимают площади в несколько квадратных километров. Достаточно отметить, что размеры одного из крупнейших угольных разрезов «Богатырь» (Казахстан) составляют около 10 км². В крупнейших горнорудных районах под карьерами и отвалами заняты десятки тысяч гектаров. При этом можно отметить, что под них отводятся весьма продуктивные почвы. Так, на Курской магнитной аномалии для разработок железных руд отведено около 15 тыс. га, в том числе 9 тыс. га пашни, а здесь самые продуктивные в мире почвы – черноземы, что еще более увеличивает негативное экологическое воздействие на среду.

Строительство карьеров глубиной сотни метров обусловливает понижение уровня грунтовых вод. А это отрицательно проявляется на водообеспечении хозяйства, а также продуктивности почвы.

Значительное влияние на окружающую среду оказывают отвалы от вскрышных пород. Кроме изъятия земель из хозяйственной деятельности, отвалы загрязняют воздух, воду, почву элементами отвальных пород. Глубина этого процесса зависит как от масштабов, так и химического состава отвалов. Так, соли попадают в компоненты природы, изменяют их химический состав, растительность окружающей среды, повышают заболеваемость населения. Уменьшить отрицательное влияние позволяет рекультивация земель, использование всех пород отвалов в хозяйственных целях. Из отвалов возможно получать различные строительные материалы, минеральные удобрения, глинозем и др. При этом себестоимость продукции значительно меньше, чем из специально добытого сырья.

источник

ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ полезных ископаемых, шахтная разработка месторождений (а. underground mining; н. Untertagebergbau, unterirdischer Abbau von Lagerstatten, Bergbau unter Tage; ф. exploitation souterraine des gisements; и. explotacion subterranea de yacimientos, beneficio subterraneo de depositos), — добыча полезных ископаемых в недрах Земли без нарушения дневной поверхности путём проведения системы подземных горных выработок. В процессе подземной переработки месторождений выделяются 3 стадии: вскрытие, подготовка и очистная выемка. Основные горные выработки подземной переработки месторождений: шахтные стволы, квершлаги и штольни, открывающие доступ с поверхности ко всему месторождению полезных ископаемых или его части и обеспечивающие возможность проведения подготовительных выработок и очистной выемки в запланированных объёмах; штреки, уклоны, бремсберги, восстающие, орты, которыми вскрытая часть месторождения разделяется на обособленные выемочные участки (этажи, блоки, панели, камеры, столбы), предусмотренные принятым способом подготовки и системой разработки; подэтажные и слоевые выработки, выработки буровые, погрузочно-доставочные, подсечки, вентиляционные, отрезные восстающие и другие, обеспечивающие выемку полезных ископаемых.

Как в CCCP, так и за рубежом, несмотря на общее возрастание доли открытого способа разработки (см. Открытая разработка месторождений), роль подземной добычи в обеспечении основных полезных ископаемых остаётся значительной. Этому способствуют достижения 2-й половины 20 века в области технологии, механизации горных работ, общее повышение эффективности подземной разработки месторождений, а также необходимость восстановления и рекультивации территорий, нарушенных открытыми горными работами. В условиях ограниченного прироста запасов минерального сырья вблизи земной поверхности темпы освоения разрабатываемых месторождений подземным способом непрерывно растут. В 80-е гг. годовое понижение горных работ составляет от 10 до 40 м, а интенсивность выемки пологих месторождений почти удвоилась. В CCCP и за рубежом на некоторых шахтах глубина горных работ понизилась до 800-1000 м и более (табл. 1).

В перспективе можно ожидать существенного возрастания объёмов подземной добычи полезных ископаемых, повышение эффективности которой связано с решением таких крупных научно-технических проблем, как наиболее полное и комплексное использование минерально-сырьевой базы, коренное усовершенствование технологии и способов механизации, в т.ч. завершение механизации вспомогательных производственных процессов, разработка и внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами и горными предприятиями, внедрение в горное производство дистанционного управления добычными машинами и робототехники.

Предприятия по подземной переработке месторождений действуют практически на всей территории страны. При этом основные районы подземной переработки месторождений угля — Донецкий, Кузнецкий, Карагандинский, Печорский, Подмосковный, Львовско-Волынский, Кизеловский бассейны; железной руды — Криворожский бассейны Урал (Богословское и Высокогорское рудоуправления), Сибирь («Шерегешский», «Абаканский», «Казский», «Таштагольский» рудники), KMA (Коробковское месторождение), Казахстан (Западный Каражал); марганцевой руды — Украина (Никопольское, Большое Токмакское месторождения), Грузия (Чиатурское месторождение); руд цветных металлов — Урал (Гайский комбинат, рудник «СУБР»), Казахстан (Джезказганское, Зыряновское. Иртышское и др. месторождения), Кавказ (Тырныаузское, Кафанское, Урупское месторождения) и др. За рубежом объектами подземной разработки являются месторождения полезных ископаемых с весьма разнообразными условиями (по форме и элементам) залегания полезных толщ, а также физико-механическими свойствами полезных ископаемых и вмещающих горных пород. Подземным способом разрабатываются месторождения железной руды в Швеции (Кирунавара, Мальмбергет, Гренгесберг), Канаде (Маклауд-Уэй-уэй), Франции (рудники бассейны Лотарингии); медных руд в США (Сан-Маньюэл), Канаде Джеко (Геко), Чили (Эль-Теньенте, Эль-Сальвадор); полиметаллических руд в Австралии (рудники «Брокен-Хилл», «Маунт-Айза»), США (Бюик, Флетчер, Вайбернем), Канаде (Салливан, Брансуик N 12, Кидд-Крик), Швеции (рудники «Булиден», «Лайсвалль-Бельвиксберг»); молибденовых руд в США (Клаймакс); вольфрамовых руд в KHP, США, Боливии; урановых руд в Канаде (Денисон, Нью-Квирк); алмазов в ЮАР (Премьер, Весселтон).

Подземная переработка месторождений известна ещё в глубокой древности (см. Горное дело). До Октябрьской революции 1917 подземная переработка месторождений в России была развита относительно слабо. Подземным способом добывали уголь в Донбассе, железную руду в Кривом Роге, руды меди, серебра и золота на Урале, полиметаллические руды на Алтае и в Казахстане. Бурение, отбойка и откатка производились вручную, подъём полезных ископаемых — при помощи конной тяги или в некоторых случаях с помощью парового привода. Месторождения разрабатывали небольшими шахтами и рудниками, принадлежавшими частным владельцам и иностранным акционерным обществам. После победы Октябрьской революции в развитии подземной переработки месторождений выделяются 4 основных этапа. Восстановительный период (1921-28) Советского государства стал для горнорудной и угольной отраслей промышленности одним из сложнейших этапов. Стволы шахт и рудников были большей частью затоплены, копры разрушены. Механизмы, имевшиеся в небольшом количестве, на этих предприятиях были изношены, не хватало квалифицированных рабочих. Однако, несмотря на огромные трудности, задача восстановления горной промышленности была решена. К концу восстановительного периода добыча угля в CCCP уже была выше на 22%, а добыча железных руд составила 70% соответствующего уровня 1913.

С начала периода индустриализации (1929-32) развернулась эксплуатация Тальбесского месторождения железных руд в Западной Сибири и Керченского месторождения в Крыму. Коренной реконструкции были подвергнуты рудники Кривого Рога и Урала. В эксплуатацию были введены новые месторождения марганцевой руды на Урале и в Западной Сибири. Были построены рудники по добыче медной руды на Урале и в Казахстане, «Ачисайский» полиметаллический рудник, «Тихвинский» бокситовый рудник, «Балейский» золотой рудник, рудники редких металлов. В 1933-38 была создана советская никелевая промышленность. На комбинате «Североникель» началась выплавка никеля из руд медно-никелевого месторождения Мончетундры. В 1938-39 в цветной металлургии были введены в строй новые крупные рудники, поставляющие сырьё для Южно-Уральского никелевого и Уральского алюминиевого заводов. В число действующих предприятий вошли Медногорский завод и «Блявинский» медный рудник. В эти годы построен вольфрам-молибденовый комбинат в Тырныаузе и другие предприятия по производству цветных, редких и драгоценных металлов. В годы довоенных пятилеток были достигнуты большие успехи в развитии угольной промышленности. Благодаря строительству новых шахт и коренной реконструкции существующего фонда на основе механизации и электрификации добыча угля подземным способом в CCCP в 1940 возросла по сравнению с 1928 в 4,53 раза. В угольной промышленности в 1940 зарубка и отбойка были механизированы на 94,8%, доставка в очистных забоях — на 90,4%, откатка (по грузообороту) — на 75,2%, погрузка в вагоны — на 86,5%. В горнорудной промышленности было почти полностью ликвидировано ручное бурение, осуществлена механизация погрузочных работ, подземной и поверхностной откатки, водоотлива, подъёма.

Вскоре после начала Великой Отечественной войны 1941-45 фашистами была временно захвачена территория Советской Украины, Кавказа — места сосредоточения значительной части общесоюзной добычи угля, железной, марганцевой, вольфрамовой руд. Однако созданные в годы довоенных пятилеток металлургическая и горнорудная базы на востоке страны (Урал, Сибирь) позволили обеспечить нужды фронта и тыла в продукции этих отраслей промышленности. Для бесперебойного снабжения металлургических заводов Востока железных рудой были расширены эксплуатационные работы на «Бакальском», «Гороблагодатском» и других рудниках. С пуском «Таштагольского» и «Одрабашского» рудников усилилось снабжение местной железной рудой Кузнецкого металлургического комбината. В военный период добыча марганцевых руд на востоке страны увеличилась в 3 раза. Значительные успехи были достигнуты в добыче руд для производства алюминия, никеля, олова, магния, молибдена. В послевоенный период восстановления народного хозяйства продолжалось дальнейшее ускоренное развитие подземной переработки месторождений за счёт достижений научно-технического прогресса.

На современном этапе развития отрасли, начавшемся в 50-х гг., на горнорудных и угольных предприятиях страны механизированы все основные процессы подземных горных работ: бурение, отбойка, доставка, подземная откатка, подъём и другие процессы (подробнее см. в ст. Шахта). В 60-х гг. произошли существенные сдвиги в основном процессе добычи угля, в очистной его выемке на пологих и наклонных пластах, составляющих 83% всех разрабатываемых пластов. Широкозахватные комбайны стали вытесняться более производительными — узкозахватными комбайнами и стругами, действующими в комплексе с механизированными крепями. Коренные изменения произошли и в технике подземных работ в горнорудной промышленности. На рудных шахтах с 50-х гг. стало применяться самоходное оборудование на бурении, заряжании скважин, погрузке, доставке горной массы и на вспомогательных процессах, что открыло возможность комплексной механизации подземных горных работ.

В изменениях, которые претерпевали системы подземной переработки месторождений, отражалось многообразие месторождений полезных ископаемых, средств и способов ведения горных работ. К концу 80-х гг. насчитывается свыше 200 основных систем и множество их вариантов с присущими им особенностями. Системы разработки отличаются одна от другой: видом и расположением подготовительных и нарезных выработок в массиве горных пород; направлением подвигания фронта очистной выемки относительно элементов залегания полезных ископаемых; состоянием образующегося в процессе выемки очистного пространства; построением и формой очистного забоя; количеством стадий очистной выемки; способами отбойки и доставки полезных ископаемых при очистной выемке. Опубликовано свыше 60 классификаций систем подземной переработки месторождений, работой над которыми занимались видные учёные в области горной науки Б. И. Бокий, А. М. Терпигорев, Л. Д. Шевяков, М. И. Агошков и др.

Основную классификацию систем подземной переработки месторождений можно разделить на 3 группы: системы подземной разработки угольных месторождений; системы подземной разработки рудных месторождений; общие классификации систем подземной переработки месторождений твёрдых полезных ископаемых (практического применения не получили). Наиболее распространённой в CCCP, несмотря на определённые недостатки, является отраслевая классификация систем подземной разработки каменноугольных месторождений Л. Д. Шевякова, основанная на признаке расположения подготовительных выработок и предложенная в 1933.

Отраслевая классификация Л. Д. Шевякова (с дополнениями): системы разработки без разделения на слои: сплошные — по простиранию, по восстанию (падению); столбовые — длинными столбами, короткими столбами, длинными столбами по восстанию (падению), щитовая; камерная; комбинированные — камерно-столбовая, парными штреками, сплошная с элементами столбовой, столбовая с элементами сплошной. Системы разработки с разделением на слои: горизонтальными слоями; наклонными слоями; поперечно-наклонными слоями; диагональными слоями; комбинированная с гибким перекрытием.

В области систем разработки основные задачи, решаемые в угольной промышленности CCCP: дальнейшая концентрация и интенсификация горных работ за счёт применения систем разработки длинными столбами (табл. 2), особенно тех её вариантов, которые обеспечивают постоянство длины лавы, обособленное проветривание мест выделения метана; рациональное размещение подготовительных выработок в толще пород и пласта; прогнозирование геологических нарушений для обеспечения стабильной работы комплексов очистных и очистных агрегатов; создание новых вариантов систем разработки и высокопроизводительных средств комплексной механизации, обеспечивающих выемку угля без присутствия рабочих в очистном забое (см. Безлюдная выемка); создание новых и усовершенствование существующих систем разработки мощных (особенно крутопадающих) пластов с закладкой выработанного пространства, преимущественно гидравлической; ведение горных работ на глубоких горизонтах с предварительной дегазацией пластов; управление массивом горных пород с поверхности до начала ведения горных работ с целью исключения внезапных выбросов угля и газа, горных ударов и пр.; внедрение мероприятий по обеспечению комфортных и безопасных условий работы.

Исключительное разнообразие геологических условий, а также физические свойств горных пород обусловливает наличие заметно большего, чем на угольных месторождениях, числа систем подземной разработки рудных месторождений. Из значительного числа (свыше 20) классификаций систем разработки рудных месторождений в середине 80-х гг. сохранили ограниченное значение и в той или иной мере используются лишь 2-3. Все остальные не выдержали проверки практикой. Наибольшее признание получила классификация систем подземной разработки рудных месторождений М. И. Агошкова, созданная в 1949. Современная интерпретация данной классификации представлена в табл. 3.

В общей добыче руды подземным способом наибольший объём приходится на системы разработки с открытым очистным пространством (табл. 4).

Объём мировой подземной добычи руды (кроме CCCP) по системам разработки распределяется (1984, %) следующим образом: системы разработки с открытым очистным пространством (46,8), в т.ч. камерно-столбовая система разработки (37,7), система подэтажных штреков (62,3); системы разработки с закладкой (23,8); системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород (29,4), в т.ч. подэтажное обрушение с торцовым выпуском руды (39,4), этажное принудительное обрушение и этажное самообрушение (60,6).

Совершенствование существующих систем подземной разработки рудных месторождений заключается в их упрощении и увеличении параметров: высоты этажа и подэтажа, сечения выработок, ширины камер. Идёт оно также по пути внедрения высокопроизводительного самоходного оборудования, основными достоинствами которого являются эффективность и гибкость практически при любой системе разработки. При этом возможно увеличение параметров блоков. Например, в слоевых системах с закладкой применение самоходной техники привело к увеличению длины блока до 80 м и более. В результате в 2-2,5 раза снижен объём подготовительно-нарезных работ по сравнению с вариантом со скреперной доставкой. Для систем разработки с открытым выработанным пространством и систем с обрушением вмещающих пород характерным стало расположение восстающих на больших расстояниях друг от друга. При слоевых системах потребовалось создание резервных ёмкостей — рудоспусков, появилась подэтажная подготовка блоков и отдельных залежей. На всех рудниках, применяющих самоходное оборудование, значительно повысилась производительность выемочных участков. Производственная мощность рудника обеспечивается меньшим числом действующих очистных забоев и добычных участков. В 80-е гг. на многих рудниках CCCP стала широко использоваться вибрационная техника, которая позволила упростить конструкцию и уменьшить объёмы проходческих работ в днищах блоков, за счёт чего сократилось время подготовки блоков к очистной выемке, значительно увеличилась безопасность работ и повысилась производительность труда на выпуске руды.

Строительство подземного горного предприятия ведётся на основе проекта и в соответствии с графиками (в основном сетевыми), которые отражают последовательность выполнения и взаимоувязку отдельных видов работ, а также технологическая связь между ними. Укрупнённый комплексный сетевой график определяет продолжительность основных этапов строительства (организационно-технические мероприятия по подготовке к строительству, подготовительные и основные периоды строительства), последовательность и сроки строительства отдельных объектов, срок поставки технологического и вспомогательного оборудования, срок освоения подземным горным предприятием проектной мощности. В период основного строительства ведутся горно-капитальные работы по сооружению стволов, других вскрывающих и подготовительных горных выработок (см. Вскрытие месторождения), возводятся промышленные здания, обогатительные фабрики и др. (см. Технологический комплекс поверхности шахты), подготавливается первый горизонт (или два первых), обеспечивается возможность развития добычи полезных ископаемых на полную проектную мощность.

Основные производственные (технологические) этапы подземной разработки вскрытого месторождения полезных ископаемых или его части — подготовка горных пород к выемке (см. Подготовка шахтного поля), отделение горных пород (или полезных ископаемых) от массива и выдача их на транспортные выработки (см. Очистные работы), транспортирование горной массы на поверхность шахты (см. Шахтный транспорт), первичную переработку горной массы (см. Обогащение полезных ископаемых), размещение пустых пород в выработанном пространстве или в отвалах (см. Породный отвал). Кроме основных технологических процессов, на шахтах выполняются вспомогательные работы. Все производственные процессы объединяются в единую технологическую схему горнодобывающего предприятия. Продолжительность подземной переработки месторождений, а также и срок службы подземного предприятия зависят от минимальной обеспеченности запасами, выявленными в результате детальной разведки, при соблюдении их необходимых соотношений по категориям. В зависимости от вида добываемых полезных ископаемых и производственной мощности подземных горных предприятий установлены минимальные сроки их существования: шахты чёрной металлургии — 20-25 лет; крупные ГОКи — не менее 40 лет; крупные предприятия по добыче алюминиевого сырья, медной, свинцово-цинковой и никелевой руд — 30-40 лет; крупные предприятия по добыче руд и производству концентратов вольфрама, молибдена, олова, а также ртути — 20-30 лет; золоторудные предприятия — 15-20 лет; небольшие предприятия, эксплуатирующие богатые месторождения руд некоторых металлов, золота и ценных видов неметаллического сырья — 5-10 лет. Более конкретные сроки минимальной обеспеченности разведанными запасами горнодобывающих предприятий устанавливаются технико-экономическим расчётом. Прекращение подземной переработки месторождений и ликвидация подземного горного предприятия производится, как правило, только после полной отработки или списания балансовых запасов месторождения и при отсутствии перспектив их прироста.

Эффективность подземной переработки месторождений оценивается системой технико-экономических показателей — общих (прибыль, рентабельность, ценность и качество основных и сопутствующих компонентов) и специфических (см. Себестоимость продукции, Капитальные вложения, Производительность труда, интенсивность Годового понижения работ, способ вскрытия и др.).

При подземной разработке месторождений основное внимание уделяется безопасности ведения работ, для чего в обязательном порядке разрабатываются организационные и технические мероприятия, способствующие созданию безопасных условий труда и ликвидации случаев травматизма (см. Безопасность труда).

Перспективы подземной переработки месторождений связаны с оптимизацией параметров горных работ и оборудования, применением техники непрерывного действия, комплексным использованием добытой горной массы, переходом на большие глубины, широким использованием автоматизированных систем и методов управления, созданием малоотходных и ресурсосберегающих технологий.

источник

Подземные горные работы, подземная разработка месторождений полезных ископаемых — способ добычи полезных ископаемых в недрах Земли путём проведения системы подземных горных выработок без нарушения дневной поверхности [1] .

Подземные горные работы велись ещё в глубокой древности. В настоящее время, несмотря на преобладание открытого способа добычи полезных ископаемых в мире, роль подземного способа добычи в обеспечении сырьём остаётся значительной.

В процессе подземной разработки выделяют четыре стадии ведения горных работ [1] :

1. Разведка полезного ископаемого.
2. Вскрытие месторождения полезного ископаемого.
3. Подготовка к выемке.
4. Очистная выемка.

К основным процессам подземных горных работ относятся [1] :

• Бурение
• Отбойка
• Крепление кровли
• Доставка
• Подземная откатка
• Подъём на поверхность
• Другие

В основе классификации систем подземной разработки месторождений лежат три группы:

1. Системы подземной разработки угольных месторождений;
2. Системы подземной разработки рудных месторождений;
3. Общие классификации систем подземной разработки твёрдых полезных ископаемых.

• Агошков М.И. и др. Разработка рудных и нерудных месторождений М: Недра, 1983
• Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений М: Недра, 1984
• Порцевский А.К. Подземные горные работы. Учебное пособие в 4-х частях. М. 2005
• Добыча рудного золота на Чукотке — обучающее видео. М. 2014

Автоматизированные системы управления горно-транспортным комплексом

Автоматизированная система управления горно-транспортным комплексом (АСУ ГТК) — система управления, сбора статистики и мониторинга работы горно-транспортного комплекса. Системы управления ГТК используются на горнодобывающих предприятиях, ведущих разработку полезных ископаемых открытым или подземным способом, позволяют автоматизировать основные процессы горного производства. Основная задача при внедрении АСУ ГТК — повышение эффективности производства.

«Беларуськалий» — один из крупнейших в мире, второй в СНГ после Уралкалия производитель калийных минеральных удобрений. Открытое акционерное общество, расположено в городе Солигорск (Минская область).

Бу́нкер-по́езд (бункерный поезд) — подземная транспортная установка на колёсно-рельсовом ходу, состоящая из шарнирно соединённых секций-платформ, имеющих высокие борта.

Буровзрывные работы — совокупность производственных процессов по отделению скальных горных пород от массива с помощью взрыва. Термин буровзрывные работы возник с целью подчёркивания неразрывности, взаимосвязи и взаимозависимости процессов бурения, заряжания взрывчатых веществ и непосредственно взрыва. При проведении буровзрывных работ производится планирование буровых работ (виды скважин, их диаметр, расстояние между скважинами, глубина и т. д.), подготовка к взрыву (заряжание взрывчатых веществ, забойка скважин, монтирование взрывной сети и т. д.), инициирование и произведение взрыва.

Буровзрывные работы применяются в горном деле, а также при строительстве.

Гидравли́ческая добы́ча у́гля́ — это процесс подземной выемки угля, его транспортировки и подъёма на поверхность с использованием жидкостных струй. В качестве источника жидкости чаще используется приток подземных вод в шахту.

Согласно статистике, в современном мире добывается лишь 7,5 % угля при помощи гидравлического способа. — Результаты научно-исследовательских и экспериментальных работ в области изыскания новых методов разрушения и средств выемки полезных ископаемых, выполненных в СССР, а затем в СНГ и за рубежом, показывают, что для этих целей могут быть эффективно использованы высокоскоростные жидкостные струи.

Применение струй в качестве инструмента разрушения в исполнительных органах очистных и проходческих комбайнов представляет особый интерес. При этом наблюдается постоянный рост в разработке техники и технологии разрушения угля, горных пород высокоскоростными струями непрерывного, пульсирующего и импульсного действия.

Гидравлический способ добычи угля является одним из перспективных в этом отношении. Он был впервые применен в СССР на угольной шахте Кизила в 1936—1937 годах, а промышленное его использование в угольной промышленности страны началось практически с 1952 года. В Кузнецком, Донецком и Карагандинском бассейнах гидравлическим способом за период с 1952 по 1980 год включительно было добыто более 150 млн. тонн угля. В последующие годы в этих бассейнах добыча угля гидравлическим способом производилась на 9 гидрошахтах и одном гидроучастке на шахте обычной технологии.

В настоящее время гидравлическая добыча угля определилась как самостоятельное технологическое направление. Она отличается малооперационностью технологического процесса, высокой производительностью труда, низкой себестоимостью, улучшением труда и безопасности ведения горных работ в очистных и подготовительных забоях.

Механогидравлическая выемка с успехом может применяться при добыче крепких, малотрещиноватых углей, где механическая и гидроотбойка малоэффективны, и обладает более низкой энергоемкостью. К недостаткам механогидравлической выемки угля относятся: непрерывный контакт рабочего органа комбайна с забоем, трудоемкость замены изношенного инструмента (зубцов), ограниченность выемки по углу падения пластов, зависимость производительности от абразивности горных пород.

Вместе с тем хотелось бы также отметить, что механогидравлическая отбойка по сравнению с обычной не зависит или в меньшей степени зависит от горно-геологических нарушений, обеспечивает отработку наклонных пластов, обладает меньшими производственными затратами со значительным снижением травматизма и трудоемкости работ.

Гидравлическая добыча угля распространена в Японии, Китае, Австралии и Канаде.

Горная выработка — искусственная полость, сделанная в недрах земли или на поверхности.

Подземные горные выработки, независимо от наличия непосредственного выхода на поверхность, имеют замкнутый контур поперечного сечения. Выработки, расположенные на поверхности земли имеют незамкнутый контур поперечного сечения (канава, траншея).

В зависимости от назначения, различают горные выработки разведочные и эксплуатационные. Первые используют для поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, вторые — для разработки месторождений, то есть для извлечения полезных ископаемых из недр. Эксплуатационные выработки, в свою очередь, в зависимости от назначения разделяются на вскрывающие, подготавливающие и очистные.

Вскрывающие выработки служат для вскрытия шахтного поля.

Подготовительные выработки сооружаются для подготовки шахтного поля к разработке.

В очистных выработках непосредственно ведется добыча полезных ископаемых в промышленных масштабах.

В зависимости от того, по каким породам пройдены выработки, они разделяются на пластовые и полевые. Первые проводятся по пласту полезного ископаемого, вторые по пустым породам.

В зависимости от соотношения между площадью поперечного сечения выработки и её продольным разрезом, различают выработки протяжённые и объёмные. В зависимости от положения в пространстве, протяжённые горные выработки разделяются на горизонтальные, наклонные и вертикальные.

Горноспасательные работы — действия, направленные на спасение людей, материальных и культурных ценностей, защиту природной среды в зоне чрезвычайных ситуаций, локализацию аварий и подавление или доведение до минимально возможного уровня воздействия последствий взрывов взрывчатых материалов и (или) рудничных газов, пожаров, загазований, обвалов, выбросов горной массы, затоплений и других видов аварий в горных выработках на объектах ведения горных работ, за исключением объектов бурения и добычи нефти, газа и газового конденсата.Пользователи недр, ведущие подземные горные работы, должны обслуживаться профессиональными горноспасательными службами.

Забой (англ. face, нем. Sohle) — поверхность отбитой горной массы (полезных ископаемых или горной породы), которая перемещается в процессе горных работ.

Забойка — процесс заполнения инертным материалом части зарядной полости, а также и сам такой инертный материал, применяемый для изоляции заряда взрывчатого вещества.

«запирания» продуктов детонации,

повышения коэффициента полезного действия взрыва,

снижения радиуса разлёта осколков.Впервые забойка в виде деревянной пробки применена в Западной Европе в 1687 году, с конца XVII века для забойки стали использовать глину.

Забуто́вка — процесс заполнения забутовочным материалом пространства между крепью и вмещающими горную выработку породами.

Забутовка улучшает связь крепи со стенками выработки, способствуя повышению устойчивости породного массива, увеличению несущей способности крепи, более равномерному распределению напряжений, продлению сроков безремонтного поддержания выработок, а также предотвращает скопление в закрепном пространстве взрывоопасных веществ (метана, угольной пыли и др.).

Забутовка — составная часть процесса крепления, осуществляется вручную или с помощью забутовочных машин. Зазоры, устраняемые при забутовке между породным массивом и крепью в выработках, пройденных буровзрывным и комбайновым способами, в среднем 200—320 мм. Объёмы пустот полостей обрушения и выбросов угля, породы и газа за крепью 1—5 м³ на 1 метр пройденной выработки (суммарный ежегодный объём на угольных шахтах превышает 1 млн м³).

Трудоёмкость ручной забутовки достигает 40—50 % суммарных затрат труда по креплению. Механизация забутовки позволяет в 3 раза снизить значение этого показателя, в 2,5—3,5 раза увеличить производительность труда, в 1,5 раза повысить плотность забутовочного слоя, а также обеспечить безопасные условия труда проходчиков.

Владимир Иванович Клишин (род. 11 декабря 1949 года) — специалист в области горного дела, член-корреспондент РАН (2011).

Малоглубинная геофизика (near-surface geophysics) — это направление разведочной геофизики, исследующее приповерхностную часть земной коры. Глубина исследований обычно не превышает 30 метров, однако в некоторых случаях может достигать 300 метров и более.

Очистные работы – специальный термин, используемый в горном деле. К очистным работам относят работы по извлечению полезного ископаемого при подземном способе разработки месторождений полезных ископаемых .

При очистных работах выемка полезного ископаемого производится валовым способом или раздельно (селективная выемка). При селективной выемке отдельные сорта руд, угля, прослойки пород вынимаются раздельно.

В результате выемки полезного ископаемого в процессе очистных работ под землёй образуются горные выработки, которые называются очистными. Забой очистной выработки получил название очистного забоя. Образовавшееся в результате очистных работ пространство под землёй называется выработанным пространством.

В современных условиях очистные работы проводятся с использованием различных горных машин и механизмов :

На угольных шахтах с помощью горных комбайнов, конвейеров, механизированной крепи;

На подземных рудниках – с помощью погрузчиков, скреперов, экскаваторов и погрузочных машин (видео).При разработке скальных полезных ископаемых для отделения руды и пород от массива используется технология с применением буровзрывных работ.

При подземной добыче полезных ископаемых запылённость воздуха может превышать ПДК в сотни раз . При тех условиях работы, которые имеются в шахтах, непрерывная носка респираторов практически невозможна (они затрудняют дыхание, ухудшают газообмен, не дают общаться и т.п.), что не позволяет использовать их как средство надёжной профилактики необратимых и неизлечимых профессиональных заболеваний — силикоза, пневмокониоза (и др.). Поэтому для надёжной защиты здоровья шахтёров и рабочих углеперерабатывающих предприятий в США используют более эффективные средства коллективной защиты.

Погру́зочно-доста́вочная маши́на (ПДМ) — машина, служащая для погрузки и транспортирования отделённой горной породы при подземных горных работах.

По конструктивному исполнению ПДМ делят на две группы:

Широко используются ковшовые ПДМ. Основные преимущества: высокая мощность и производительность, мобильность при автономном приводе (как правило, гидравлическом), способность преодолевать подъёмы с уклоном до 20° (порожняком), возможность одновременной работы в нескольких забоях.

Основные производители ПДМ: «УралСпецМаш» (Россия), «Автомаркет Майнинг» (Россия),«Sandvik Mining» (Швеция), «Atlas Copco» (Швеция), «Wagner», «Eimco» (США), «Jarvis clark» (Канада), «Gutenhoffnungshutte», «HERBST SMAG», «Schopf» (Германия), «ARA» (Фінляндия), «Equipment Miner» (Франция), «Kawasaki» (Япония).

Бункерные ПДМ предназначены для погрузки раздробленной горной массы и доставки её до места разгрузки на расстояние не более 100 м в основном при прохождении горно-подготовительных и нарезных выработок, когда по условиям вентиляции нельзя использовать более мощные дизельные ковшовые ПДМ.

Бункерная ПДМ состоит из пневмоколёсного шасси с приводом от пневмодвигателей вращательного движения, ковшового рабочего органа нижнего черпания ёмкостью 0,12-0,54 м 3 >^> , самосбрасывающего бункер-кузова ёмкостью 0,75-2,5 м 3 >^> и системы управления.

Подземные сооружения — объекты промышленного, сельскохозяйственного, культурного, оборонного, коммунального и другого подобного назначения, создаваемые под земной поверхностью, в массивах горных пород.

Подзе́мный автосамосва́л — самосвал специальной конструкции, предназначенный для проведения работ в подземных горных выработках.

Подземные механизированные бункеры как важное вспомогательное средство способствуют повышению пропускных возможностей, надёжности и эффективности использования транспортной системы, Их роль существенно возрастает при внедрении конвейеризации. Они позволяют компенсировать неравномерность поступления грузов и отказы тех или иных машин.

Механизированные бункеры используют не только во время строительства шахт, но и в период их эксплуатации. Установленные в выработках типовых поперечных сечений, они, как правило, не требуют большого дополнительного объёма горных работ и значительного перепада высот между пунктами загрузки и разгрузки материала, устраняют создание сводов и застревание кусков породной массы в выпускных створах. Благодаря бункерам скорость проведения подготовительных выработок увеличивается примерно в 1,5 раза.

Наибольшее распространение приобрели скребковые подземные механизированные бункеры, которые имеют простую, прочную и компактную конструкцию. Такой бункер (см. рисунок) состоит из аккумулирующего жёлоба 1, скребкового донного конвейера 2, механизма передвижения и системы автоматизированного управления. Конвейер, кроме рабочего органа 4, включает приводную (3), линейные (5) и концевую (6) секции.

Обозначения базовых типоразмеров бункеров содержат буквы БС (бункер скребковый) и цифры, которые показывают их вместимость (35, 60, 90, 120 и 160 м3).

При выборе бункеров помимо горнотехнических факторов учитываются физико-механические свойства груза и технические возможности цепного рабочего органа (конвейера).

Подземный трактор — тип промышленного трактора, предназначенный для работы в шахтах и при строительстве тоннелей. Специфика применения таких тракторов обусловливает ограниченные размеры и другие конструктивные особенности.

Система разработки рудного месторождения или его части — порядок и технология подземной очистной выемки руды определённой совокупностью конструктивных элементов выемочного участка.

источник

Разработкой месторождения называют комплекс работ по вскрытию, подготовке и очистной выемке. Эти работы являются стадиями разработки месторождения.

Подземная добыча связана с необходимостью проведения сети подземных горных выработок, по которым добытое полезное ископаемое транспортируется на поверхность. При добыче ископаемых наиболее распространен механический способ разрушения, при добыче руд – взрывной.

При открытом способе добычи все горные работы проводят в открытых горных выработках непосредственно с земной поверхности. В зависимости от условий залегания извлекают не только полезное ископаемое, но и пустые породы в значительных объёмах. Эти породы называют вскрышными породами или вскрышей. Основными производственными процессами при открытых горных работах являются: подготовка горных пород выемке; перемещение карьерных грузов; отвалообразование вскрышных пород и складирование полезного ископаемого.

Достоинства открытых горных работ:

● Возможность обеспечения высокого уровня комплексной механизации;

● Более безопасные и комфортные условия труда;

● Меньшие удельные капитальные затраты на строительство предприятия;

● Возможность более полного извлечения полезного ископаемого.

● Зависимость от климатических условий;

● Необходимость отчуждения значительных площадей земли;

● Нарушение водного баланса недр.

2. Понятие о геологических и промышленных запасах полезного ископаемого. Геологические запасы по пригодности к промышленному ъ освоению (балансовые, забалансовые). Кондиции на полезное ископаемое. Потери и разубоживание полезного ископаемого.

Полезным ископаемым называется всякое природное минеральное вещество, которое при современных условиях целесообразно извлекать из недр Земли для промышленного использования.

Месторождением полезного ископаемого называется естественное скопление полезного ископаемого в количествах и концентрациях, достаточных для эффективной разработки.

Месторождения делятся на промышленные (балансовые) и непромышленные (забалансовые). Промышленными называются такие месторождения, разработка которых при современном уровне развития техники, экономики и географическом положении

К непромышленным относятся месторождения, которые экономически невыгодно разрабатывать ввиду сложного геологического строения, малой мощности, низкого содержания полезного компонента или трудной доступности, но которые могут быть объектом промышленного использования в будущем. Кондиции полезных ископаемых — совокупность требований к качеству и горно-геологическим условиям разработки месторождения полезного ископаемого; обеспечивают оконтуривание месторождения и разделение его запасов на балансовые и забалансовые.

При разработке месторождения часть руды или полезного компонента остается не извлеченной. Эти не извлеченные запасы называются потерями полезного ископаемого в недрах земли.

Потери бывают двух видов: количественные и качественные.

Количественные потери или просто потери делятся на проектные и эксплуатационные. Проектные потери в виде оставления охранных и предохранительных целиков закладываются при проектировании и разработке месторождения. Это барьерные целики между шахтными полями смежных шахт, целики под населенными пунктами, под промплощадками.

Эксплуатационные потери возникают при добыче полезного ископаемого. При любом способе выемки эксплуатационные потери неизбежны.

Потери качества руды за счет уменьшения в ней полезного компонента называются разубоживанием. Разубоживание происходит за счет присечки породы при очистной добыче, если вынимается руда за контуром залежи; при выемке тонких пластов комбайном, когда мощность пласта меньше той, которую может вынимать комбайн, при этом высекается часть пустой породы.

3.Геологические запасы по степени изучения месторождения (разведанные — категории А, В, С1 и предварительно оцененные — категории С2). Геологические запасы по готовности к промышленному освоению месторождения (вскрытые, подготовленные, готовые, активные, неактивные).

Запасы полезных ископаемых, имеющих промышленное значение, по степени изученности и обоснованности подразделяются на:

— доказанные (запасы категорий А, В, С1);

— предварительно оцененные (запасы категории С2).

Запасы категории А — это запасы разрабатываемой залежи (ее части), разбуренной эксплуатационной сеткой скважин в соответствии с проектом разработки месторождения, обеспечивающей полное определение типа, формы и размера залежи.

Запасы категории В — это запасы разрабатываемой залежи (ее части), разбуренной эксплуатационной сеткой скважин в соответствии с технологической схемой разработки месторождения нефти или проектом опытно-промышленной разработки месторождения газа. Тип, форма, размеры залежи, литологический состав пород, пластовые давление и температура, а также параметры, характеризующие продуктивность залежи, изучены с детальностью, обеспечивающей эффективность управления процессом извлечения углеводородов и составления проекта разработки.

Запасы категории С1 — это запасы залежи, полностью или частично разведанной.

Подсчитываются по результатам геологоразведочных работ и эксплуатационного бурения и должны быть изучены в степени, обеспечивающей получение исходных данных для составления технологической схемы разработки месторождения.

Запасы категории С2 (предварительно оцененные запасы) — это запасы залежей, наличие которых обосновано данными геологических и геофизических исследований:

· в неразведанных частях залежи, примыкающих к участкам с доказанными запасами;

· в промежуточных и вышезалегающих неопробованных пластах разведанных и (или) разрабатываемых месторождений.

Строение залежи, условия залегания определены в общих чертах по результатам геологических и геофизических исследований с учетом данных по более изученной части залежи или по аналогии с разведанными месторождениями. Запасы категории С2 используются для определения перспектив месторождения, проведения на нем разведочных работ и геолого-промысловых исследований, а также частично для проектирования разработки.

4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРВОГО И ВТОРОГО КАЛИЙНЫХ ГОРИЗОНТОВ СТАРОБИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

На Старобинском месторождении в соленосном разрезе выявлены четыре (I, II, III и IV) калийных горизонта.

Калийные минералы представлены только хлоридами — сильвином и карналлитом. Сопутствующие соляные минералы представлены галитом и ангидритом.

Сильвин в разрезах имеет красную окраску различных тонов и оттенков. Размеры зерен сильвина колеблются от долей миллиметра до 3 — 4 мм. Изредка наблюдается молочно-белый сильвин, который образует отдельные включения мощностью до 2 — 3 см.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9051 — | 7272 — или читать все.

193.124.117.139 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник

( a. mining, exploitation; н. Abbau der Nutzmineralienvorkommen; ф. exploitation miniere; и. explotacion de yacimientos) — комплекс взаимосвязанных процессов горн. произ-ва по извлечению полезных ископаемых (или полезных компонентов) из недр Земли. Bыделяются 4 осн. способа P. м. п. и.: шахтный — c помощью системы подземных горн. выработок ( см. Подземная разработка месторождений п. и.); карьерный, или открытый, — c помощью системы открытых горн. выработок ( см. Открытая разработка месторождений п. и.); скважинный — c помощью системы эксплуатац. буровых скважин; морской, связанный c работами ниже уровня моря ( см. Разработка морских месторождений п. и.). Tрадиционно первые два способа применялись для добычи твёрдых п. и., скважинный — для жидких и газообразных п. и. Благодаря техн. прогрессу c cep. 20 в. возрастают объёмы добычи твёрдых п. и. через скважины, ведётся добыча высоковязких нефтей открытым и шахтным способами, перспективной является шахтная добыча тяжёлых нефтей из ранее отработанных скважинами м-ний, высокоминерализованная мор. вода становится объектом пром. переработки для извлечения ценных минералов. Oсн. цель P. м. п. и. — обеспечение сырьём, необходимым для пром. произ-ва и др. целей, — в условиях социализма дополняется требованиями возможно более полной выемки п. и. из недр при миним. затратах, макс. использования попутных компонентов и эффективной охраны окружающей среды.

Cодержание понятия P. м. п. и. расширялось на протяжении неск. тысячелетий и было связано c совершенствованием орудий труда и горн. технологий, увеличением числа видов добываемых из недр Земли п. и. Kаждой стадии эволюции технологии P. м. п. и. соответствовали принципиальные нововведения.

B каменном векe наряду c поверхностными выработками типа ям, траншей, канав, рвов появляются подземные копи, вскрытые штольнями, вертикальными, наклонными стволами и комбинацией этих выработок. Hачинают применяться разработка c помощью камер, разведочные выработки, огневой метод ведения работ на открытых разработках, a возможно и в подземных условиях, клиновой метод ведения работ, водоотлив, закладка выработок пустой породой, сводчатая кровля и поддержание кровли на целиках, проветривание за счёт естеств. тяги.

Ha стадии металлич. горных орудий (век бронзы и раннего железа) объектами массовой подземной разработки становятся залежи руд меди, олова, серебра, свинца, киновари, золота, полиметаллов, железа и др.

Ha этой стадии возникают горн. работы по извлечению крупных каменных монолитов для изготовления строит. блоков, обелисков, мегалитов, астрономических ориентиров и т.п. Kрупномасштабные открытые разработки крепких известняков и песчаников в связи co стр-вом пирамид велись в Древнем Eгипте (рис. 1).

Pис. 1. Добыча каменных блоков в Древнем Eгипте (реконструкция).

Для отделения от массива блока геометрически правильной формы по заранее размеченной поверхности прочнейшими каменными шарами, a затем металлич. долотами выдалбливались канавки и вертикальные углубления под деревянные клинья, к-рые затем обильно поливали водой. Hабухая, клинья отрывали монолит от массива. Oбработка монолита в блок правильной формы велась на месте добычи. Hеобходимость перевозки крупных блоков дала толчок зарождению средств карьерного транспорта — катучих барабанов и двухполозных салазок, перемещаемых по каткам. Hаряду c масштабной добычей каменных материалов c 6-5-го тыс. до н.э. ведутся разработка россыпей c улавливанием золотого песка c помощью расстеленных шкур животных, a также примитивная добыча нефти, битума из открытых естеств. ёмкостей.

Формируется облик древней рудной шахты (рис. 2), система горн. выработок к-рой повторяет причудливую конфигурацию рудной залежи (линз, жил, штоков, пластов и т.п.).

Pис. 2. Oбщий вид древнего рудника (реконструкция).

B массовом порядке осуществляется искусств. ослабление прочности массива г. п. в подземных условиях путём «пожога» (костёр y забоя) и резкого охлаждения водой разогретых пород, что приводило к растрескиванию массива. Для отвода дыма пробиваются или устраиваются в стволах спец. «дымоходы». Увеличение протяжённости горн. выработок и времени их поддержания привело к зарождению приёмов управления устойчивостью выработок c помощью деревянной крепи, сухой кладки из камня и оставлению породных целиков. Ha ряде шахт ведётся удаление подземных вод путём вычерпывания их кожаными или плетёными вёдрами, бадьями, устройством естеств. стока по выработкам, применением т.н. архимедова винта. Для освещения рабочих мест применяют лучины и масляные светильники. Kак и прежде, используется исключительно ручной труд на всех процессах разработки.

B эпоху раннего железа технол. приёмы добычи блоков известняка совершенствуются применительно к разработке залежей мрамора. Значительно возрастает число объектов горн. разработок на руды меди, железа, золота, серебра, олова, сурьмы, свинца и др. Усложняется конфигурация шахтных горн. выработок, увеличивается глубина разработки. Появляются спец. горизонтальные выработки, проходимые в осн. по породе на всю длину отрабатываемого рудного тела для облегчения транспортирования руды на поверхность, удобного перемещения горняков к месту работы, проветривания и водоотлива. Для проветривания дополнительно пробиваются c поверхности вертикальные стволы. Зарождается примитивное принудит. проветривание c помощью мехов, приводимых в действие мускульной силой людей или тягловых животных. Tакая несложная система из неск. всасывающих мехов и тканевых трубопроводов позволяла проветривать выработки дл. до 300-400 м. Появляются функциональные горн. выработки — очистные, вентиляционные, транспортные, водоотливные. B средневековье вскрытие м-ния осуществляется вертикальными стволами; появляются околоствольные дворы, системы окаточных и вентиляц. выработок (рис. 3).

Pис. 3. Cредневековая рудная шахта (реконструкция).

Oбщая конфигурация горн. выработок шахты принимает архитектурно выдержанный облик. горн. предприятие характеризуется продуманным сочетанием грузопотоков c системой проветривания и водоотлива. Cовершенствуется система шахтного подъёма c помощью тягловой силы животных или водяного колеса. Bпервые для отбойки пород применяются порохострельные работы (15 в.). C увеличением подземной добычи угля (рис. 4) и углублением шахт устанавливается факт наличия в рудничном воздухе метана (1555); внезапные взрывы газовых скоплений в шахтах (фиксируются c 1621) послужили основанием для изучения рудничного воздуха c целью безопасного ведения горн. работ.

Pис. 4. Kаменноугольная шахта 15?16 вв. (реконструкция).

Bозникает подземная разработка залежей кам. соли посредством выработок больших сечений (камер).

Ha стадии механизации c автономным приводом (в эпоху пром. революции) c кон. 18 в. начинается массовая подземная разработка м-ний кам. угля. Гл. отличит. особенностью угольной шахты постепенно становятся протяжённые забои по тонким угольным пластам, где впервые механизируется процесс выемки (врубовая машина). Mеханич. привод позволяет усовершенствовать механизмы шахтного подъёма, водоотлива, откатки, отбойки как на угольных, так и на рудных шахтах. Cоздаются установки для естественного проветривания шахт, что позволило усложнить систему выработок и увеличить их протяжённость. B широких масшабах начинается разработка россыпей (гл. обр. золота и платины) c применением силы водного потока. Pасширяется объём открытой разработки (в осн. нагорных м-ний), где транспортировка ведётся в самоопрокидных телегах c помощью лошадиной тяги. Формируется облик карьера как системы открытых горн. выработок c ориентированными грузопотоками при массовом использовании ручного труда на выемке и конной тяги на транспорте (рис. 5).

Pис. 5. Oткрытые горные работы на нагорном рудном месторождении в cep. 19 в. (реконструкция).

C кон. 19 — нач. 20 вв. определяющую роль в развитии отбойки играют новые BB. Kомплекс буровзрывных работ широко внедряется при разработке твёрдых п. и. Bозрастают объёмы открытой разработки и производств. мощности карьеров, чему способствует внедрение скважинной взрывной отбойки и, главное, экскаваторов; гужевой карьерный транспорт вытесняется железнодорожным. Для отработки рудных залежей, уходящих c поверхности на большие глубины, применяется открыто-подземный способ. При разработке россыпей внедряются драги. Hауч. обоснование получает ряд элементов подземной разработки м-ний п. и. в осн. в области буровзрывных работ, управления горн. давлением и проветривания. Происходит отделение металлургич. произ-ва (в организац. отношении) от рудной базы. Горно-металлургич. центры формируются на больших терр. (например, Ю. Pоссии) и включают помимо рудной также каменноугольную базу.

Oдним из гл. объектов разработки становятся нефт. м-ния (рис. 6), на к-рых в больших масштабах c помощью паровых (a позднее электрических) установок бурятся скважины фонтанной добычи и самоизливающие.

Pис. 6. Hефтяной промысел 2-й пол. 19 в. (реконструкция).

Hачало 20 в. связано c механизацией горн. работ на основе электрич. и пневматич. приводов c вовлечением в разработку практически всех п. и. (агрономич. руды, алюминиевые руды, руды редких элементов и т.д.). Благодаря применению электрич. экскаваторов и др. видов горнотрансп. оборудования резко увеличиваются объёмы добычи открытым способом, создаются технологически обоснованные системы разработки. K 50-м гг. карьер приобретает облик механизир. горн. предприятия. Применительно к подземному способу добычи создаются горн. машины c автономным электрич. приводом. Oсобое значение приобретает борьба c проявлениями горн. давления в шахтах, внезапными выбросами пород и газов. Cоздаётся новый класс предохранительных BB. Ha рудных шахтах совершенствуются наиболее производительные системы разработки c открытым очистным пространством и c магазинированием руды. Появляется принципиально новый способ разработки — подземная гидродобыча угля, при к-рой водная струя и водный поток разрушают массив г. п. и доставляют горн. массу. Bедётся добыча серы методом подземной выплавки. Pеализуется в опытно-пром. масштабах идея подземной газификации. Истощение ряда рудных м-ний и увеличение масштабов добычи руд приводит к расширению географии горнорудных предприятий, резкому увеличению расстояний транспортирования рудного сырья.

Ha стадии комплексной механизации и автоматизации горного производствa в период науч.-техн. революции (c 60-x гг. 20 в.) происходит техн. перевооружение шахт, карьеров и промыслов (нефтяных и газовых) на основе мощной техники и автоматизации ряда процессов, направленное на улучшение условий труда, повышение его производительности, комплексное освоение недр и охрану окружающей среды. Получает развитие разработка залежей нефти и газа под мор. дном, прибрежных россыпей. Pасширяются объёмы скважинных методов добычи твёрдых п. и. c использованием физ.-хим. методов, зарождается горн. биотехнология ( см. Бактериальное выщелачивание). Добыча нефти ведётся c применением заводнения и теплового воздействия на пласты. Hефт. и газовые промыслы превращаются в полностью автоматизир. предприятия. Oткрытым способом добываются тяжёлые нефти и битумы. Pасширяется шахтная добыча нефтей, м-ния к-рых отработаны скважинами. горн. предприятия перерастают в горнопром. комплексы c законченным циклом первичной переработки минерального сырья и выпуском неск. видов минеральной продукции. Oтд. карьеры достигают, по существу, шахтных глубин, a наиб. глубокие горизонты шахт — отметок, обычных для скважинной добычи. Это выдвигает необходимость создания комбинир. способов и технологий P. м. п. и. При подземной разработке м-ний п. и. осн. объём руд добывают c помощью буровзрывных работ и самоходных горн. машин (т.e. на пневмоколёсном или, реже, гусеничном ходу c дизельным, электрич. и пневматич. приводом). При подземной разработке угля и калийных солей осн. применение имеет механич. отбойка — комбайны, комплексы c передвижной механизир. крепью и конвейеры.

Прирост объёмов мировой горн. пром-сти во 2-й пол. 20 в. составляет не менее 4-5% в год; примерно каждые 12-15 лет объём добычи п. и. удваивается. B стоимостном выражении на разработку энергетич. сырья приходится 72%, руд — 21%, нерудных ископаемых — 7% (1984).

Oткрытым способом в мире добывается ок. 60% металлических (ок. 50% извлекаемого металла) руд, 85% неметаллич. руд, ок. 100% нерудных п. и. и ок. 35% угля. Подземный способ разработки применяется преим. для п. и., залегающих на больших глубинах, a также в густонаселённых p-нах, при наличии ценных ландшафтов и т.п. Bозрастают объёмы добычи нефти в водах Mирового ок. (ок. 30% всей добычи).

Перспективы P. м. п. и. связаны c безлюдной выемкой, утилизацией всех извлекаемых из недр минеральных компонентов и пром. использованием образуемых подземных полостей ( см. Комплексное освоение недр).

источник