Условия залегания полезных ископаемых

Месторождения полезных ископаемых формируются в результате различных геологических процессов. При образовании осадочных горных пород в определенных условиях, связанных с наличием рудного вещества в водах, с климатическими и палеотектоническими особенностями, возникают осадочные месторождения железа, марганца, минеральных солей, фосфора и других видов минерального сырья. В генезисе месторождений полезных ископаемых большую роль играет изменение физико-химических условий среды, например, изменение температуры, давления, щелочности растворов и др. Эти факторы влияют на концентрацию компонентов, приносимых как горячими гидротермальными растворами, так и холодными водами. Понижение температуры магматических расплавов обусловливает дифференциацию состава с обособлением особых рудных расплавов или выделением полезных компонентов в твердые фазы.

Существенное значение в концентрации полезных компонентов нередко имеют различные живые организмы или их остатки. Некоторые организмы могут концентрировать железо, марганец, ванадий, разлагать те или иные минералы (например, ангидрит с выделением из него сероводорода, который впоследствии преобразуется в самородную серу). Органические остатки нередко изменяют pH среды, что влияет на рудообразовательные процессы.

Немаловажную роль в формировании месторождений играют горные породы, вмещающие залежи полезных ископаемых. Особенности их состава нередко влияют на изменение состава растворов, содержащих полезные компоненты, и связанное с этим осаждение компонентов. Из вмещающих пород могут заимствоваться полезные компоненты, которые концентрируются в рудных залежах.

Существенное значение в рудогенезе имеют климатические и палеотектонические условия. Именно они обусловливают приуроченность ряда видов минерального сырья к определенным стратиграфическим подразделениям. Палеогеографический фактор следует учитывать при проведении поисково-оценочных работ, так как от него зависит определенная зональность в распределении минеральных фаций. Например, менее ценные карбонатные руды марганца по мере приближения к древней прибрежной зоне сменяются более ценными оксидными рудами.

Большая роль среди условий образования месторождений полезных ископаемых принадлежит структурно-тектоническим факторам: наличию зон повышенной проницаемости для растворов, в том числе разломов и зон рассланцевания и дробления, тектоническим контактам, структурным ловушкам в виде антиклинальных структур, участкам выклинивания пластов высокопористых горных пород среди малопроницаемых и др.

Сходство геохимических особенностей элементов приводит к определенным сонахождениям полезных минералов — их ассоциациям. Под генетической ассоциацией понимается совместное нахождение минералов на том или ином локальном участке — в рудной жиле, пласте, зоне и др., обусловленное генезисом этих минералов. Минералы, входящие в состав генетической ассоциации, могут образоваться одновременно или в разное время. Например, ассоциация более раннего пирита с развивающимся по нему гидрогематиту и гидрогётиту будет закономерной генетической, так как железо, входящее в состав новообразованных минералов, заимствуется из более раннего сульфида железа. Парагенетическая ассоциация минералов — частный случай генетической ассоциации. Важнейшее условие этой ассоциации — практически одновременное или близкоодновременное образование минералов. Примером может служить совместное нахождение галенита и сфалерита в гидротермальных жилах, талька и кальцита в метасоматических тальковых залежах и др.

Месторождения полезных ископаемых могут возникать одновременно или практически одновременно с формированием тех или иных горных пород, вмещающих промышленные залежи. Такие месторождения называют сингенетическими. Пример — залежи каменного угля в глинистых сланцах или алевролитах, алмазоносные кимберлиты и др. Во многих случаях залежи полезных ископаемых образуются значительно позже, чем горные породы, вмещающие промышленные залежи. Такие месторождения получили название эпигенетических. Пример — месторождения сульфидов металлов, возникших из горячих вод и находящихся в жилах, секущих слои вмещающих пород жилах, или сульфидов меди, никеля и других металлов, цементирующих предварительно раздробленные основные породы в определенных зонах и др.

источник

Классификация горных пород

По способу своего образования горные породы подразделяются на три большие группы:

Магматическими называют горные породы, образованные в ходе остывания и затвердевания магмы или накопления и слеживания вулканических выбросов. Исходная магма залегает в земной коре и верхней мантии на различных глубинах.

Осадочные породы образуются из обломков различного рода. Анализ этих обломков позволяет специалистам определить тип среды, в которой откладывались осадочные материалы, и вид переносивших их агентов, а также прояснить некоторые аспекты их происхождения.

Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород, что сказывается на их химическом составе. У каждой метаморфической породы есть материнская порода, из которой она была образована. Происходят метаморфические процессы, как правило, в недрах земной коры.

Минералы — природные химические соединения или самородные элементы, которые являются продуктами физико-химических процессов, протекающих в земной коре или на ее поверхности.

Минералогия (от лат.minera-руда,logos-учение)-наука, изучающая минералы, их происхождение (генезис), строение, состав и свойства.

По разным сведениям известно от 2000 до 10000 минералов и их разновидностей.

Главными или породообразующими называют минералы, которые широко распространены в земной коре и являются обязательной составной частью горных пород. Содержание каждого из них должно составлять более 5% от общего объёма породы. Например: гранит состоит из породообразующих минералов: полевые шпаты -%, роговая обманка -%, биотит — %, кварц — %.

Второстепенные (акцессорные) минералы встречаются в породах в небольших количествах, но могут оказать отрицательное влияние на их строительные свойства. Например: включения пирита.

Основная масса минералов находится в твердом состоянии (кальцит СаСO3), также они могут быть жидкими (вода Н2О) и газообразными (углекислый газ СО2).

2 Происхождение минералов

Происхождение (генезис) минералов. Минералы образуются при сложных физико-химических процессах, протекающих в недрах земной коры или на ее поверхности.

По генезису выделяют минералы:

— эндогенные (от греч. endon-внутри, genesis-происхождение) Это минералы магматического происхождения. Они образуются в глубине земной коры при остывании и кристаллизации магмы (кварц, биотит, роговая обманка, пирит, ортоклаз и т.д.). Минералы метаморфического происхождения образуются при изменении ранее сформировавшихся минералов под воздействием высоких температур и больших давлений, газовых и жидких компонентов (тальк, серицит и т.д.).

— экзогенные (от греч. exo — вне, снаружи). Это минералы осадочного происхождения,образованные в результате сложных процессов на поверхности земной коры или в ее верхней части (каолинит, лимонит, галит, кальцит и т.д.).

3 Структура, химический состав и связи минералов

Структура большинства минералов — кристаллическая. Минералы с такой структурой имеют форму правильных многогранников — кристаллов (от греч. krystallos — лед) и являются анизотропными (неравносвойственными) телами (алмаз С). Для минералов саморфной структурой характерны неправильная внешняя форма натечного вида и изотропные свойства (лимонит Fe2O3nH2O).

Химический состав минералов выражается формулой. Для минералов в кристаллическом состоянии формула показывает количественные соотношения элементов, характер их взаимной связи в пространственной решетке (кварц SiO2). У аморфных минералов формула выражает только количественное соотношение элементов (……).

Типы химических связей. У минералов с кристаллической структурой атомы и ионы удерживаются в узлах кристаллической решеткой силами различных типов связей: ионной, ковалентной, металлической, остаточной (ванн-дер-ваальсовой) и водородной. Минералы могут обладать несколькими типами связей, например: связи в группе кремнекислородного тетраэдра[SiO4]-4.

VI Галоиды — минералы — соли галоидноводородных кислот (галит NaCl);

Горные выработки, их назначение и классификация

Полости в земной коре, образуемые при извлечении полезных ископаемых, называются горными выработками. Горные выработки проводят как по полезному ископаемому, так и по пустым породам.

Работы, связанные с сооружением горных выработок, содержанием их в исправном состоянии и при необходимости с их ликвидацией, называют горными работами.

Шахта — самостоятельная производственно-хозяйственная единица, добывающая полезные ископаемые подземным способом. Горное предприятие, объединяющее под общим административно-хозяйственным и техническим руководством две и более шахты, представляет собой шахтоуправление.

Понятие «шахта» включает все сооружения на земной поверхности и под землей, в том числе и подземные выработки, при помощи которых осуществляются технологические процессы подготовки, добычи и транспортировки полезного ископаемого потребителю.

Термин «рудник» употребляется в двух значениях: как шахта, добывающая минеральное сырье, содержащее металлы и их соединения, или неметаллические полезные ископаемые, и как горнодобывающее предприятие, объединяющее несколько близко расположенных шахт.

Горные выработки разделяются: по назначению (разведочные и эксплуатационные); по положению относительно земной поверхности (открытые, подземные); по положению в пространстве (вертикальные, наклонные, горизонтальные).

К разведочным горным выработкам относятся траншеи, шурфы, штольни, буровые скважины, разведочные квершлаги, штреки, уклоны,

орты, гезенки и др. Целью проведения разведочных выработок является определение контуров месторождения полезного ископаемого или определенной его части, числа пластов, установление элементов и условий залегания полезного ископаемого, его качества и запасов и т. п., а также получение сведений о возможности и целесообразности промышленной разработки месторождения.

Большинство разведочных выработок по условиям их проведения, крепления и некоторым другим параметрам в принципе не отличается от соответствующих эксплуатационных выработок.

Эксплуатационные горные выработки — выработки, необходимые для разработки месторождения. Необходимо сказать, что эксплуатационные выработки кроме своего основного назначения выполняют функции детальной разведки, уточняя и дополняя горно-геологическую характеристику разрабатываемого месторождения.

К открытым горным выработкам относятся траншеи (разведочные, въездные, пионерные, водоспускные и др.), экскаваторные заходки на угольных разрезах, нагорные канавы, дорожные выемки, канавы-лотки для пропуска весенних и паводковых вод, котлованы и обвалования для создания отстойников и емкостей для воды.

Подземные эксплуатационные выработки делятся на вскрывающие, подготовительные и очистные. К вскрывающим горным выработкам относятся основные выработки, вскрывающие запасы в шахтном поле (стволы, штольни, главные квершлаги).

Подготовительные выработки — выработки, проводимые при подготовке отдельных частей шахтного поля к очистной выемке. По назначению они подразделяются на выработки главных или основных направлений (этажные квершлаги, основные и полевые штреки, участковые бремсберги и уклоны) и прочие подготовительные выработки.

Очистными называют выработки, служащие для непосредственной выемки полезного ископаемого.

Если мысленно разрезать горную выработку плоскостью, перпендикулярной к ее продольной оси, получим поперечное сечение горной выработки. Формы поперечного сечения выработок бывают круглыми, квадратными* прямоугольными, арочными (сводчатыми) и др. Выбор формы поперечного сечения зависит от горно-геологических условий, назначения выработки, материала крепи, срока службы и некоторых других факторов.

Нижнюю часть периметра поперечного сечения горизонтальных и наклонных выработок принято называть почвой выработки, верхнюю — кровлей выработки, боковые стороны — боками выработки. В вертикальных и крутонаклонных выработках, пройденных по пласту, вместо терминов «почва» и «кровля» нередко употребляют выражения «лежачий бок» и «висячий бок» соответственно.

Место, откуда начиналось проведение данной выработки, называется ее устьем. Бывают исключения из этого правила, главным образом при проведении уклонов и бремсбергов снизу вверх. Устьем таких выработок считается место, где они соединяются с вышерасположенной горизонтальной выработкой, чаще всего штреком.

Забоем выработки называют место разрушения массива горных пород. Примыкающая к забою часть выработки, где непосредственно ведутся работы по ее проведению, представляет собой призабойное пространство. Место соединения нескольких выработок (чаще двух, реже трех) называют сопряжением горных выработок.Расположение горных выработок в пространстве, их названия и назначение рассмотрим применительно.

Горизонт горный

ГОРИЗОНТ ГОРНЫЙ (а. mining level; н. Sohle; ф. niveau, horizon minier; и. nivel minero) — совокупность горных выработок, расположенных на одном уровне; характеризуется абсолютными или относительными отметками. По назначению различают горизонты горные: основные, концентрационные, промежуточные, буровые, вторичного дробления, грохочения, скреперования, подсечки.

Основной горизонт горный (откаточный) предназначен главным образом для транспортирования полезных ископаемых к шахтному стволу. Основной горизонт горный, на который перепускают полезные ископаемые с нескольких этажей, называется концентрационным. По такому горизонту горному также транспортируется руда, перепускаемая по капитальным рудоспускам в случае одновременной разработки нескольких рудных тел, расположенных на разных уровнях.

Промежуточный горизонт горный служит для подготовки выемочных участков (блоков и т.п.), вентиляции, водоотлива, доставки полезных ископаемых и оборудования, а также перепуска полезных ископаемых на основной горизонт по вертикальным или наклонным выработкам. Из выработок на буровом горизонте горном производится бурение шпуров или скважин и последующее их заряжание.

Горизонт горный вторичного дробления может быть представлен горизонтами грохочения, скреперования или отдельными камерами вторичного дробления (располагают непосредственно в кровле откаточных выработок).

Горизонт горный грохочения состоит из камер грохочения, оборудованных грохотами, расположенными в надштрековом целике; камеры соединены между собой ортами или штреками; доставка полезных ископаемых к откаточным сосудам осуществляется под действием силы тяжести или с использованием виброустройств, устанавливаемых в устье выпускных выработок на откаточном горизонте.

Горизонт горного скреперования предназначен для скреперной доставки отбитого полезного ископаемого к месту его перепуска на основной горизонт горный или погрузки в откаточные сосуды; расположен над откаточным горизонтом горным с оставлением целика или без него.

Горизонт горный подсечки применяется для обнажения снизу участка массива полезного ископаемого для последующей его отбойки или обрушения; расположен в основании подлежащего к выемке массива.

Скиповые подъемы

СКИПОВЫЙ ПОДЪЁМНИК (а. skip winder; н. Gefa?forderantage; ф. extraction par skips; и. maquina de extraccion соn skip) — установка для транспортировки полезного ископаемого или горной породы в скипах по рельсовым путям с горизонтов карьера, расположенных ниже 150-200 м. Относится к комбинированным видам карьерного транспорта.

Основная элементы скипового подъемника: рельсовый путь, скипы, подъёмная машина, копер, тяговый канат, перегрузочные устройства в карьере и на поверхности. Распространены преимущественно одноканатные двухскиповые подъёмники с двухбарабанными подъёмными машинами (грузоподъёмность скипов до 45 т). При грузоподъёмности скипов 65-90 т более эффективны двухскиповые многоканатные бобинные и блоковые подъёмные установки; при грузоподъёмности более 200 т — односкиповые многоканатные установки с противовесом.

Скиповые рельсовые пути располагают в траншее с прямолинейным или ломаным продольным профилем на постоянном или временном нерабочем борту карьера. Угол подъёма пути в зависимости от угла откоса карьера 20-45°. Для скипов грузоподъёмностью до 50 т применяют рельсовые пути обычной колеи, для повышения устойчивости скипов грузоподъёмностью 50-80 т колея увеличивается до 3-5 м. Вдоль скипового пути устраивается ступенчатая пешеходная дорожка для обслуживающего персонала.

Скипы загружают непосредственно из автосамосвалов или из бункеров. Конструкция погрузочных эстакад разборная для удобства перемещения их при удлинении линии скипового подъемника по мере понижения горных работ. Разгрузка скипа в бункер на поверхности производится опрокидыванием кузова вперёд или назад при помощи направляющих кривых или гидроопрокидывателей. Пульт управления скипового подъемника размещается, как правило, на верхней площадке копра. Возможна полная автоматизация работы скипового подъемника.

Характеристики скипового подъемника: высота подъёма 60-240 м, скорость подъёма 4-10 м/с, производительность 650-2000 т/ч. Основные достоинства скипового подъемника: большой угол подъёма, перемещение горных пород или полезных ископаемых по кратчайшему пути, возможность подъёма крупных кусков породы без предварительного дробления и работа с большими, чем у других видов карьерного транспорта, скоростями, простота конструкции, технического обслуживания и ремонта, малая энергоёмкость, возможность раздельного подъёма вскрышных пород и различных типов и сортов полезных ископаемых. Недостатки: высокая трудоёмкость и значительные затраты на строительство скипового подъемника и перенос перегрузочных пунктов, большая металлоёмкость.

Клетьевой подъемник

Клетьевые подъемники ( лифты) в промышленности строительных материалов применяют главным образом для подъема грузов на верхние этажи промышленных зданий и складов. По числу клетей ( кабин) эти подъемники подразделяют на одноклетьевые и двухклетьевые. По типу привода различают подъемники, оборудованные барабанными лебедками и лебедками с канатоведущими шкивами. [1]

Клетьевые подъемники с приводом от барабанных лебедок по схеме принципиально не отличаются от клетьевых подъемников с приводом от лебедок с канатоведущими шкивами, но кабины и противовесы в первых подвешивают к отдельным канатам, попеременно навиваемым на барабаны. Скорость движения клетей не превышает 1 м / сек, обычно она равняется 0 2 — 0 6 м / сек.

Клетьевые подъемники ( так называемые лифты) предназначены исключительно для вертикального перемещения грузов и людей в клети, движущейся в жестких направляющих. Они имеют большое применение в различных промышленных предприятиях, а также в магазинах и в жилых домах. Клетьевые подъемники разделяются на грузовые и пассажирские. По роду привода они разделяются на электрические ( фиг. Наибольшее применение имеют подъемники с электроприводом. Для клетьевых подъемников применяются лебедки барабанного типа и лебедки с канатоведущими шкивами. Указатель глубины клетье-вого подъемника. Указатель глубины клетье-вого подъемника.

В клетьевых подъемниках применяют как механические, так и электрические ограничители скорости. Применяются также скиповые и клетьевые подъемники. Клетьевой подъем может быть эффективен при применении вагонеток для горизонтального транспорта породы. Клеть поднимает одну или две вагонетки. Производительность клети соответствует примерно производительности скипового подъемника.

Вагонеточный подъем.

При вагонеточном подъеме руду поднимают по стволу с наклоном 18-25° в вагонетках или составах из вагонеток. Подъемная машина устанавливается на поверхности и вытягивает составы с помощью каната. Вагонеточный подъем применяется редко и только на шахтах с производительностью до 100, максимум 200 тыс. Т в год с глубины не более 100м. Каждую вагонетку, привезенную к стволу, при вагонеточном подъеме необходимо предварительно осматривать, часть вагонеток отбраковывать, поэтому организация вагонеточного подъема усложнена. ( На рудниках »Печенганикель» оборудовали ряд стволов для джигового подъема руды в вагонетках, но по указанной выше причине отказались от этого и используют джиги лишь для спуска – подъема материала и оборудования.)

Новые способы подъема руды. Подъем в настоящее время является одним из наиболее совершенных звеньев в технологии добычи руды, причем и скиповой, и конвейерный подъемы полностью автоматизированы. Однако оба эти способа подъема ( да и любой непрерывный подъем, например, гидравлический) при взрывной отбойке руды требуют больших подземных выработок для бункеров, дробилок и т.п. Желательно такое комплексное решение подъема и транспорта руды, при котором руда могла бы перемещаться от забоя о дневной поверхности в крупных кусках и без промежуточных перегрузок. При ограниченной мощности шахт это условие может быть обеспечено подъемом в клетях и самоходным оборудованием, о чем сказано выше. Для крупных же шахт целесобразно работать над созданием ситемы рельсового транспорта, преодолевающего значительные уклоны (25-45°). В этих системах могут быть использованы некоторые уже разработанные принципы, например принцип системы “Секама”. (Секционные поезда перемещаются стационарными приводами; сцепление с полкой, имеющейся на поезде, осуществляется пневмошинным колесом; расстояние между приводами несколько меньше6 чем длина поезда; уклоны пути до 45°.)

Гидравлический подъем требует предварительного измельчения материала до крупности по карайней мере минут 100 мм, желательно – минус 50 мм. Это недостаток. Достоинство же состоит в том, что трубопровод может быть размещен в стволе малого сечения или в малой части сечения вспомогательного ствола7 Гидравлический подъем применяли пока лишь в опытном порядке. Он может найти применение преимущественно на крупных шахтах с механической отбойкой руды, при которой крупность кусков обычно не превышает 50 мм, в частности – на калийных шахтах ( с использованием насыщенного солевого раствора).

Типы вагонеток.

На горнодобывающих предприятиях страиы для подземной откатки грузов применяют следующие типы рудничных вагонеток (рис. 7): с глухим неопрокидным кузовом (а), с опрокидным кузовом (б), саморазгружающиеся через боковую откидную стенку (е), с от-кидным днищем.

Основными элементами конструкции грузовых ваголеток явля-ются рама, скаты, кузов, сцепные устройства н буфера.Рама представляет собой несущую конструкцию. Ее изготовляют из двух продольных швеллеров специального профлля. Рама с полускатами может соединяться жестко или при помощи резиновых амортизаторов. В большегрузных глухих рудничных вагонетках рама опирается на полускаты через рессорные пружины, чтр смягчает удары при движении и равномерно распределяет нагрузку от колес на рельсы. Кузов вагонетки изготовляют из стальных листов толщиной 5—6 мм. С рамой его соединяют жестко (глухие вагонетки) или шарнирно.

Буфера предназначены для смягчения ударов вагонеток друг о друга и для удобства сцепки и расцепки вагонеток. Они бывают жесткими и эластичными, что достигается за счет пружин и резиновых прокладок.

Сцепные устройства служат для соединения вагонеток в состав и передачи тягового усилия. По способу действия сцепки делят на простые, требующие ручной сцепки-расцепки вагонов, и автоматические, требующие ручных операций только при расцепке вагонеток. Сцепки для вагонеток с глухим неопрокидным кузовом не должны препятствовать их разгрузке в круговых опрокидывателях. Такие сцепки называют вращающимися.

В настоящее время для горных предприятий Советского Союза разработан новый тип рудничных вагонеток, характеристика которых приведена в табл. 1.

Вагонетки с глухим кузовом широко применяются в горнорудной промышленности. Они наиболее удобны в эксплуатации, так как просты по конструкции и весьма прочны. К недостаткам этого типа

Грузоподъемность лифтов в кг. Грузоподъемность лифтов в кг.

Грузонесущей частью клетьевых подъемников является клеть, которая должна вмещать транспортируемые грузы или пассажиров. Конструкция клети должна быть простой, прочной и удобной в эксплуатации. Обычно пассажирская клеть имеет дверь, раздвижную или распашную с одной стороны, для входа и выхода пассажиров. Подъемные механизмы клетьевых подъемников оборудуются колодочными тормозами, устанавливаемыми на барабане.

При использовании клетьевых подъемников для выдачи полезных ископаемых ( главные подъемы небольших шахт) на выгрузку вагонеток при обычных клетях затрачивается значительное время. Одновременно усложняется и система откаточных путей, располагаемых на откаточной площадке. Более удобными в этих случаях являются опрокидные клети. Она состоит из основной рамы 3, на которой установлены направляющие башмаки клети. При разгрузке клети этот ролик входит в фасонные направляющие 4, устанавливаемые на копре.

Во всех клетьевых подъемниках ( за исключением многоканатного подъема) клеть подвешивается на одном конце грузового каната. По правилам технической эксплуатации эта подвеска дублируется устройством, предохраняющим кабину от падения при обрыве штанги. Узел барабанов подъемной машины клетьевого подъемника. Узел барабанов подъемной машины клетьевого подъемника.

Редукторы подъемных машин клетьевых подъемников, как правило, выполняются с цилиндрическими колесами с косыми или шевронными зубьями. При передаточных числах до 12 они обычно делаются одноступенчатыми, при больших передаточных числах — двухступенчатыми.

Конвейерный подъем

Для конвейерного подъема по стволам используются только ленточные конвейеры. Они могут транспортировать руду в кусках приблизительно не более 200 мм, во избежание слишком сильного износа конвейерной ленты.

Тележно-ленточные конвейеры6 созданные кафедрой транспортных машин Московского Горного Института и институтом Гипроникель, предназначены для руды любой крупности. Они проходят испытания и, возможно, позволят осуществить конвейерный подъем руды в кусках крупностью до 1-1,5 м.

Применительно же к освоенным ленточным конвейерам для конвейерного подъема необходимо предварительно пропускать руду через механические дробилки с разгрузочным отверстием не более 200 мм. Угол наклона конвейеров 16-17° ( L : H ? 3,3 : 10). На одну приводную станцию приходится от 300 до 600 м конвейера, следовательно, на каждые 100-180 м высоты подъема необходима отдельная приводная станция, а при высоте подъема6 например, 500 м требуется 3-5 подземных приводных станций с необходимыми для них камерными выработками.

Производительность конвейерного подъема практически не ограничена. При ширине ленты 2000 мм конвейер может выдавать до 12-18 млн. т руды в год, что соответсвует производительности крупнейших рудников мира. Конвейерный подъем по двум стволам при ширине ленты 2000 мм применяется на Криворожском руднике им. Кирова–Артем производительностью 15 млн. т в год, на апатитовом Кировском руднике производительностью 10 млн. т в год и на ряде зарубежных рудников.

При конвейерном подъеме обычно вскрывают сразу несколько горизонтов ( рис. 30),всю руду перепускают на нижний горизонт в дробильную установку, из которой руда поступает на ленточный конвейер. При вскрытии II очереди руда с нижних горизонтов транспортируется конвейером в бункер I очереди. Ствол получается зигзагообразный в связи с небольшим углом наклона.

Преимущества конвейерного подъема по сравнению со скиповым: 1) практически неограниченная производительность при любой глубине; 2) внекоторых случаях можно исключить полностью рельсовый транспорт руды, если подавать руду к дробильной установке самоходным оборудованием. ( это возможно при безэтажной выемке, в частности в пологих залежах, под которыми может быть оборудована дробильная установка конвейерного ствола.)

Недостатки 1) увеличенная ( приблизительно в 3 раза) длина ствола; 2) необходимы подземные приводные станции6 требующие значительного объема камер; 3) необходимо тщательное наблюдение за потоком руды на питателе во избежание поступления на конвейер металлических предметов и возможность серьезных повреждений конвейера ( на длину до 1 км) при недосмотрах; 4) необходима подземная дробильная установка, тогда как в случае скипового подъема при ограниченной производительности шахты или мягкой руде можно обойтись и без дробильной установки.

Опрокидные шахтные клети.

В соответствии с ГОСТ 3950—53 шахтные клети для вертикального подъема изготовляют неопрокидные и опрокидные (в настоящее время сняты с производства, изготавливают их только для действующих подъемных установок). Неопрокидные клети изготовляют одно- и двухэтажными, а опрокидные — одноэтажными и с поворотом опрокидывающейся платформы на 135°.

Неопрокидные клети существуют следующих типов: облегченные шахтные типа КШР (для рельсовых проводников) и КШД (для деревянных проводников), унифицированные облегченные типа КШРУ и КШДУ, унифицированные шахтные типа УКН, УКР и УКД для двусторонних проводников.

Облегченные шахтные клети типа КШР (рис. 4) и КШД состоят из каркаса 1, подвесного устройства 2, парашютного устройства 3, посадочных амортизаторов 4,клетевых стопоров 5с приводом 6,дверей 7, крыши 8,приспособления 9для спуска длинномерных материалов, предохранительного зонта 10,направляющих опор 11и поручней 12.

Каркас состоит из верхнего и нижнего поясов клети, соединенных заклепками с вертикальными швеллерными стойками. Верхний пояс клети представляет собой клепаную конструкцию, нижний пояс — гнутую конструкцию. Углы нижнего пояса усилены полосами и накладками, что значительно увеличивает их прочность. Четыре боковые раскоски предохраняют узлы клети от преждевременного расшатывания. В местах посадки клети на кулаки установлены резиновые амортизаторы, благодаря которым поглощается кинетическая энергия удара клети, уменьшаются примерно на 20— 25% усилия в элементах клети, уменьшается шум при посадке клети на кулаки и увеличивается срок службы клети. Силовые элементы клети — нижний и верхний пояса, вертикальные стойки и раскоски — изготовляют из стали, другие элементы, не оказывающие существенного влияния на срок службы клети (обшивка, пол, двери и т. д.), изготовляют из дюралюминия. Вес облегченных клетей по сравнению с ранее выпускавшимися уменьшен на 20%. Крыша клети состоит из трех частей, каждая из которых легко снимается, что удобно при спуске длинномерных материалов. Шарнирное подвесное устройство обеспечивает две независимые подвески подъемного каната с клетью, что соответствует требованию Правил безопасности в угольных шахтах. Техническая характеристика шахтных облегченных клетей приведена в табл. 1.

Унифицированные облегченные шахтные клети типа КШРУ и КШДУ применяют для унифицированных вагонеток повышенной емкости. Конструкция этих клетей аналогична конструкции облегченных клетей. Техническая характеристика унифицированных облегченных клетей приведена в табл. 2.

Унифицированные шахтные клети типа УКН, УКР и УКД для двусторонних проводников (рис. 5, 6 и 7) состоят из каркаса 1, подвесного устройства 2, парашютного устройства 3, посадочных амортизаторов 4,клетевых стопоров 5 с приводом 6,дверей 7,крыши 8,приспособления 9 для спуска длинномерных материалов, предохранительного зонта 10,направляющих опор 11, поручней 12 и ограждения 13(см. рис. 5).

Каркас состоит из нижнего и верхнего поясов клети, соединенных заклепками с вертикальными стойками и раскосками. Нижний пояс клети, выполненный из швеллеров, по углам изогнут. Для увеличения жесткости верхнего пояса (рамы) каркаса концы раскосок подняты и прикреплены непосредственно к нему. Пол клети, выполненный из тонкого стального листа, усилен ребрами, значительно повышающими его прочность. Вертикальные стойки, пояса клети и раскоски изготовляют из низколегированных сталей, а обшивку клети, защитные листы амортизационных канатов, двери, крышу и другие детали — из дюралюминия и стали марки Ст.З. Применение этих материалов позволило уменьшить вес клети на 20— 25% по сравнению с ранее изготовлявшимися, а также увеличить срок службы клетей.

Проушины, с помощью которых клеть подвешена к подвесному устройству, имеют симметричную головку, что повышает их прочность и избавляет от изгибающих моментов, возникающих при работе клети.

Подвесное устройство П-образной формы с безжимковым коушем типа КРГ обеспечивает шарнирное соединение подъемного каната с клетью. В соответствии с ПБ подвесное устройство обеспечивает две независимые подвески подъемного каната к клети. Основная подвеска осуществляется посредством корпуса, нижние концы которого шарнирно соединены с проушинами, закрепленными на наружных швеллерах верхнего пояса клети. Центральная часть основной подвески образует направляющие пазы, обеспечивающие свободное движение коуша при обрыве подъемного каната и при посадке клети на кулаки.

Неопрокидные шахтные клети

служат для спуска и подъема людей, угля, породы, материалов, оборудования. По конструктивному исполнению они разделяются на неопрокидные и опрокидные, по транспортному назначению — на грузо-людские и людские (инспекторские). Наибольшее распространение получили одно- и двухэтажные неопрокидные клети с одной вагонеткой на этаже. По конструктивному исполнению различают неопрокидные (обыкновенные) и опрокидные клети, а по технологии изготовления — клепаные и сварные.

По транспортному назначению клети различают грузолюдские и людские. Последние, как правило, применяются на инспекторских подъемах и не снабжены устройствами для размещения и фиксирования грузовых вагонеток.

Классификация и конструкции клетей

Общий вид неопрокидной двухэтажной клети для рельсовых проводников двустороннего расположения с парашютом ТК

Неопрокидные клети бывают одно- и многоэтажные. Однако в отечественной практике в основном применяют клети не более чем с двумя этажами. Подавляющее большинство эксплуатируемых клетей составляют клети неопрокидные для одноканатного подъема. Они применяются на двухклетевых или одноклетьевых с противовесом подъемах главных и вспомогательных стволов шахт, оснащенных посадочными устройствами различных типов: посадочными кулаками, качающимися площадками, посадочными брусьями. Эти клети различаются числом этажей, размерами в плане и по высоте, типом и расположением проводников и направляющих устройств, парашютных и подвесных устройств, типом и размерами транспортируемых в них вагонеток, стопорами, конструктивным исполнением несущего каркаса.

Классификация и конструкции клетей

Общий вид опрокидной клети для рельсовых проводников двухстороннего расположения с парашютом ТК и схема разгрузки в кривых копра

Металлический каркас клетей обычно обшит перфорированной листовой сталью, но большее распространение получили клети клепаной конструкции. Освоен выпуск сварных одно- и двухэтажных клетей типа НОВ, разработанных Донгипроуглемашем и выпускаемых ОАО «Донгормаш». Предназначены для применения в шахтных стволах с одноканатными подъемными установками. Глубина шахтных стволов — до 900 м. Эти клети оборудуются парашютами ПТКА и подвесными устройствами типа УП.

Классификация и конструкции клетей

Клети снабжаются направляющими устройствами скольжения, рельсовой колеей для вагонетки, стопорным, подвесным и парашютным устройствами.

Приемные площадки клетевого, подъема оснащаются посадочными устройствами для клетей, оборудованием и механизмами для транспортировки шахтных вагонеток и обмена их в клетях, предохранительными устройствами. Наиболее широко применяют три вида посадочных устройств: посадочные брусья (только на нижнем горизонте шахты), посадочные кулаки и качающиеся площадки (применяются на любом горизонте).

Устройство клетей

Рабочая клеть–основной механизм прокатного производства, в котором осуществляется пластическая деформация вращающимися валками. От конструкции рабочей клети в значительной степени зависят все показатели работы прокатного стана: производительность, качество продукции, расход энергетических и материальных ресурсов.

Несмотря на огромное разнообразие конструкций, все рабочие клети в принципе устроены одинаково и состоят из следующих деталей и узлов:

1. Валкового комплекта, включающего валки 1 (рабочие и опорные). подшипников валков 2, подушек 3 (корпусов подшипников). Иногда в валковый комплект входят гидроцилиндры уравновешивающего устройства или системы противоизгиба валков (рис.4.1).

Рисунок 4.1? Валковый комплект

2. Узла клети, состоящего из двух станин (левой 1и правой 2 по ходу

технологической линии) и соединяющих их траверс 3 или шпилек 4 (рис. 4.2).

Станины ? это массивные рамы, воспринимающие все усилия, возникающие при прокатке, в проемах которых устанавливаются подушки валков.

3. Нажимного механизма и уравновешивающего устройства, которые разнообразны по конструкции, но совместно выполняют одну и ту же функцию – изменение раствора валков в паузах между проходами и поддержание его постоянства – во время проходов. Иногда (для изменения толщины полосы) нажимные механизмы изменяют раствор валков и во время прокатки.

4. Механизма осевой регулировки и фиксации, который обеспечивает требуемую установку валков в горизонтальной плоскости относительно друг друга и станин и удержание их в этом положении при прокатке.

4. Привалковой арматуры – линеек, проводок, проводковых брусьев,

ножей – для придания раскатам требуемого положения при входе и

выходе из валков и удержания при прокатке.

5. Плитовин – массивных линеек, на которые устанавливается клеть с целью уменьшения удельной нагрузки на фундамент.

На рисунке 4.3 схематически показана рабочая клеть в сборе.

Рисунок 4.3 ? Рабочая клеть в сборе: 1- валковый комплект,

2- станины, 3- нажимной механизм, 4-плитовины

Кроме вышеперечисленных основных деталей и узлов, рабочие клети оснащаются различными вспомогательными устройствами:

1. Системой охлаждения валков или подачи технологической смазки;

2. Гидросбивом окалины и системой ускоренного охлаждения раскатов при прокатке;

3. Системами гидроизгиба валков для уменьшения разнотолщинности листов и полос;

4. Датчиками усилия прокатки – месдозами или тензометрами;

5. Системой централизованной подачи смазки ко всем механизмам и узлам клети.

Устройство скипов

СКИПОВЫЙ ПОДЪЁМНИК (а. skip winder; н. Gefa?forderantage; ф. extraction par skips; и. maquina de extraccion соn skip) — установка для транспортировки полезного ископаемого или горной породы в скипах по рельсовым путям с горизонтов карьера, расположенных ниже 150-200 м. Относится к комбинированным видам карьерного транспорта.

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; Нарушение авторского права страницы

источник

Горно-геологическиеусловия характеризуют геологические условия проведения работ по добыче полезных ископаемых. Среди них ведущую роль играют: глубина залегания, гидрогеология и инженерная-геология месторождений.

Географо-экономические условия отражают положение скоплений полезных ископаемых относительно транспортных артерий, горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, источников энергоснабжения и т.п.

Экономические и социально-политические факторы

Экономическиефакторы следует отнести к числу важнейших. Поскольку требованием рентабельности горного производства определяются требования к количеству, качеству и условиям залегания скоплений полезных ископаемых.

-политическая стабильность в регионе позволяет с меньшим риском вкладывать капиталы в разработку месторождений,

-нестабильная ситуация не способствует инвестициям, а если они и вкладываются, то только в освоение наиболее крупных месторождений.

Уровни строения месторождений полезных ископаемых

Тела полезных ископаемых

Месторождения состоят из тел полезных ископаемых.

Тело или залежь полезного ископаемого – это скопление полезного ископаемого, ограниченное со всех сторон.

Бывают естественные (а) и искусственные (б) (рис. 1.5.1).

Рис. 1.5.1. Изменение содержаний полезного компонента (С) вдоль поперечного сечения тела полезного ископаемого с концентрированным (а) и вкрапленным (б) оруденением. Сб – бортовое содержание.

1. Тела изометричной формы (рис. 2.4).

Шток – тело сплошной руды размером в десятки и сотни метров. Характерен для магматических, гидротермальных и осадочных (соляных) образований.

Штокверктело прожилково-вкрапленного оруденения размером в сотни метров и первые километры. Характерен для гидротермальных медно-порфировых месторождений.

Гнездо – тело с высокой концентрацией полезного ископаемого небольшого размера (до метра). В форме гнезд могут залегать слюды в пегматитовых месторождениях, скопления киновари в гидротермальных.

Рис. 2.4. Примеры вертикальных сечений изометричных тел полезных ископаемых. А – шток хромшпинелидов в гипербазитах, Б — штокверк халькопиритовых руд во вторичных кварцитах по периферии тела гранодиоритов, В — гнездовая залежь, связанная с раздувом пегматитовой жилы.

2. Плоские тела, вытянутые в двух направлениях – по простиранию и падению (рис. 2.5).

Пласт – сингенетическое тело, залегающее согласно с вмещающими горными породами, чаще осадочного происхождения.

Пластообразная залежь – эпигенетическое согласное тело.

Жила плоское тело, имеющие часто секущее залегание по отношению к вмещающим горным породам.

3. Тела промежуточной формы между формой тел первой и второй группы (рис. 2.6 А). Сингенетически тела — линзы, а эпигенетические – линзообразные залежи.

4. Тела, вытянутые в одном направлении: трубки (кимберлитовая трубка),– (рис. 2.6 Б).

Рис. 2.4. Примеры вертикальных сечений линзы бокситов в песчанике (А) и тел, вытянутых в одном направлении (Б): кимберлитовая трубка в карбонатных породах и трубообразная сульфидная залежь в эффузивных породах.

источник

По форме залегания месторождения твердых полезных ископаемых подразделяются на правильные и неправильные.

К правильным месторождениям относятся пласты (рис. 1.3) и пластообразные залежи.

Пластом называется плитообразная залежь, имеющая значительное распространение в земной коре и ограниченная двумя более или менее параллельными плоскостями. Весьма тонкие пласты, не разрабатываемые вследствие малой мощности (до 0,4 м), называются пропластками. Плоскости соприкосновения пластов отдельных пород называются плоскостями напластования.

Породы, залегающие над пластом полезного ископаемого, называются кровлей или висячим боком, залегающие ниже пласта — почвой или лежачим боком.

Пласты могут иметь однородное (простое) и сложное строение. Тонкие слои пустой породы, заключенные в пласте, называются прослойками.

Правильную форму залегания обычно имеют месторождения полезных ископаемых осадочного происхождения (уголь, горючие сланцы, различные соли, гипс, марганцевые руды и т.п.). Часть пласта, выходящая на земную поверхность или находящаяся неглубоко от нее под наносами, называется выходом пласта (под наносы). Пласты угля залегают согласно, если они в земной коре расположены параллельно друг другу. Несколько согласно залегающих пластов составляют свиту.

К неправильным месторождениям относятся жилы, штоки, гнезда, линзы (рис 1.4). Неправильную форму залегания имеют, как правило, рудные месторождения.

Жилой называется заполненная минеральным веществом трещина в земной коре. Жилы бывают простые и сложные. Ответвления от жил называют апофизами.

Такие формы залегания, как штоки, линзы, гнезда, представляют собой полости в земной коре, заполненные минеральным веществом. Они отличаются друг от друга формой и размерами. Такую форму залегания имеют месторождения железных, медных, полиметаллических и других руд.

Пласты горных пород в период образования залегали более или менее горизонтально, но под действием тектонических (горообразовательных) процессов, протекавших в земной коре, первоначальное залегание пород нарушалось в той или иной степени. В некоторых районах пласты оказались собранными в складки. Они могут занимать любое положение в земной коре.

Нарушения нормального залегания пластов называются дислокациями. Дислокации без разрыва сплошности называются пликативными, с разрывом сплошности — дизъюнктивными.

К пликативным нарушениям относятся утолщения и утонения пластов, а также складчатость (рис. 1.5).

Складка, обращенная выпуклостью вниз, называется синклиналью, а выпуклостью вверх — антиклиналью.

К дизъюнктивным нарушениям относятся сбросы, взбросы, надвиги и др. (рис. 1.6).

Положение пластов в земной коре определяется элементами их залегания. К ним относятся линия простирания, линия падения, угол падения и мощность пластов.

Линия простирания пласта — это линия (АВ), образующаяся на поверхности пласта при пересечении его горизонтальной плоскостью (рис. 1.7). Простирание пласта определяется азимутом направления линии простирания, т.е. углом по часовой стрелке между магнитным меридианом (направлением на север) и положительным направлением линии простирания.

Линия, лежащая в плоскости пласта перпендикулярно линии простирания, называется линией падения (СD), а само направление этой линии — падением пласта. Линия падения пласта образуется при пересечении пласта вертикальной плоскостью, перпендикулярной линии простирания.

Угол, образованный между линией падения пласта СD и ее проекцией на горизонтальную плоскость СЕ, называется углом падения пласта α. В зависимости от формы залегания и способа разработки полезных ископаемых их делят на горизонтальные, пологие, крутонаклонные и крутые (табл. 1.1).

Различие классификаций объясняется особенностями технологии и механизации разработки залежи полезного ископаемого.

Мощность пласта или иной залежи как элемент залегания представляет собой расстояние по нормали между кровлей и почвой. Такую мощность m называют истинной, или нормальной. Расстояние между кровлей и почвой, измеряемое по горизонтали, называют горизонтальной мощностью m_г а по вертикали — вертикальной мощностью m_в.

Поскольку в пределах залежи полезного ископаемого мощность ее, как правило, изменяется, поэтому на практике употребляют термин — средняя мощность. Так как пласты, например, угля, нередко имеют сложное строение, то различают полезную (без прослойков) и полную (с прослойками) мощность. При разработке угольных месторождений иногда вынимают только часть мощности пласта, которую называют вынимаемой мощностью. Различают также минимальную мощность пласта. Минимальная мощность, при которой разработка пласта целесообразна, называется рабочей мощностью.

Классификация угольных пластов и рудных залежей по нормальной мощности представлена в табл. 1.2. Различие классификаций также обусловлено особенностями технологии и способа разработки.

Элементы залегания пластовых месторождений являются более или менее выдержанными. Для рудных тел они изменяются, как правило, в широких пределах.

Таблица 1.1 — Классификация залежей полезных ископаемых по углу падения

Таблица 1.2 — Классификация залежей полезных ископаемых по мощности

Дата добавления: 2016-10-30 ; просмотров: 2599 | Нарушение авторских прав

источник

Месторождения полезных ископаемых локализуются в земной коре в виде конкретных геологических тел различной формы. Формы месторождений, а также отдельных рудных тел, являются предметом изучения морфологии, т.е. науки о формах. Применительно к месторождениям твердых полезных ископаемых наука морфология исследует условии залегания, форму и размеры рудных тел. Эти пространственно-морфологические параметры в совокупности дают полное, объемное представление о рудных телах, их изменениях в пространстве и являются важными горно-геологическими характеристиками, которые в значительной мере определяют схему вскрытия и выбор рациональных систем разработки месторождений.

По форме рудных тел месторождения полезных ископаемых подразделяются на три морфологических типа:

1. Изометрические рудные тела, характеризующиеся относительно одинако-выми размерами по трем направлениям в пространстве (рис.25а).

2. Плитообразные рудные тела, вытянутые в двух направлениях при малых размерах по третьему направлению (рис.25б).

3. Трубообразные рудные тела, имеющие удлинение по одному направлению при незначительных приблизительно равных размерах по двум другим (рис.25в).

Кроме того, в практике геологоразведочных и эксплуатационных работ часто фиксируются рудные тела сложной морфологии, являющиеся комбинациями указанных выше морфологических типов.

Контактами тел полезных ископаемых называют их границы с окружающими (вмещающими) породами. В случае наклонного или горизонтального залегания верхний контакт является висячим, а нижний лежачим. По характеру контакты бывают четкими (резкими), когда граница между полезными ископаемыми и вмещающими породами видна невооруженным глазом, и постепенными, если сплошная масса полезного ископаемого переходит в породу через зону постепенно убывающей вкрапленности. В этом случае граница между полезным ископаемым и породой устанавливается по результатам опробования. По форме контакты бывают ровными и сложными (извилистыми).

Рис. 25. а) изометричные тела; б) плитообразные (пласт, линза, чечевица); в) трубообразные тела.

Мощность полезного ископаемого – это расстояние между кровлей (висячим контактом) и подошвой (лежачим контактом). Мощность может быть истинной (кратчайшее расстояние) и видимой (любое расстояние между кровлей и подошвой). Помимо геологического определения мощности существуют понятия промышленной мощности полезного ископаемого. Рабочей считается минимальная мощность, при которой полезное ископаемое целесообразно эксплуатировать. Этот вид мощности также иногда называют минимальной выемочной или кондиционной. Эксплуатационной называется суммарная мощность полезного ископаемого и породы, прихватываемой в процессе разработки. Полезная мощность определяется как сумма мощностей про-пластков полезного ископаемого в пределах эксплуатационной мощности.

Условия залегания тела полезного ископаемого (как и любого другого геологи-ческого тела) характеризуют его положение в пространстве. Помимо уже известных для горных пород элементов залегания (линия простирания, линия падения и угол падения) для характеристики условий залегания тел полезных ископаемых добавляются линия восстания и склонения. Линия восстания направлена в противоположном от линии падения направлении — в сторону наибольшего подъема тела. Угол восстания равен углу падения. Склонение тела полезного ископаемого – отклонение по мере углубления длинной оси рудного тела от направления простирания. Угол, образованный длинной осью рудного тела с линией простирания, называется углом склонения.

По характеру залегания тела полезных ископаемых могут иметь горизонтальное, наклонное (моноклинальное), складчатое или складчато-разрывное залегание.

Выдержанность оруденения является характеристикой степени прерывистости (или непрерывистости) полезного ископаемого в пределах его рабочего контура (или мощности). С этой точки зрения выделяются четыре типа залежей:

— выдержанные – в пределах тела полезного ископаемого по всей его площади (и мощности) участки, не содержащие промышленных концентраций полезного ископаемого, практически отсутствуют;

— относительно выдержанные – в пределах рабочего контура присутствуют участки с непромышленным оруденением или вообще безрудные, но общая площадь таких участков не превышает 25% всей площади тела полезного ископаемого;

— невыдержанные – внутри рабочего контура участки с нерабочей мощностью (или пустыми породами) занимают от 25 до 50%;

— крайне невыдержанные – площадь некондиционных участков или пустой породы составляет более 50% от площади всей залежи.

Выдержанность оруденения может также характеризоваться площадным или объемным коэффициентом рудоносности (К_р): выдержанные К_р — более 0,9; относительно выдержанные — К_р— 0,9-0,75; невыдержанные — К_р – 0,75 – 0,5 и крайне невыдержанные К_р — менее 0,5.

По возрастному соотношению с вмещающими породами различают две группы рудных тел (и месторождений): сингенетические и эпигенетические. Сингенетическими являются тела, сформировавшиеся одновременно или почти одновременно с окружаю-щими породами (рис. 26 – 1г, 3а). Эпигенетическими называются тела, образовавшиеся позднее вмещающих пород (рис.26 – 2а, б, в, г, д, 3в, г).

По соотношению с условиями залегания вмещающих пород и элементов структур выделяют тела согласные и секущие.

Секущие – тела полезных ископаемых, пересекающие вмещающие породы, или имеющие условия залегания, заметно отличающиеся от условий залегания вмещающих пород и элементов структур. Секущие тела всегда являются эпигенетическими по отношению к вмещающим породам.

Среди согласных тел следует различать полностью согласные, когда тела полезных ископаемых имеют те же условия (и элементы) залегания, что и вмещающие породы. Как правило, это тела, сингенетические по отношению к вмещающим породам (практически все осадочные месторождения).

Эпигенетические тела по этому признаку разделяются на три группы:

— согласные или почти согласные с элементами слоистости вмещающих пород (минерализованные пласты, тела гидротермально-осадочных и инфильтрационных месторождений);

— несогласные с напластованием окружающих пород, но согласные с контактными поверхностями пород различного состава или генезиса (тела в стратифицированных интрузиях, скарных, остаточные месторождения выветривания и др.);

— несогласные с напластованием окружающих пород или залегающие в неслоистых породах, но согласные с условиями залегания или положением рудовмещающих структур (тектонические трещины определенного порядка, пересечение трещин друг с другом или с замковыми частями складок и др.).

Глубина залегания – это расстояние по вертикали от земной поверхности до верхней кромки тела полезного ископаемого (поверхностные – выходящие на поверхность; приповерхностные — глубина залегания которых менее 100 м; глубинные — залегающие на глубинах более 100 м).

Глубина распространения оруденения – расстояние от земной поверхности до нижней границы оруденения. Размах оруденения – разность между глубиной распространения и глубиной залегания.

Рис. 26. Формы тел полезных ископаемых: 1) изометричные тела: а – шток (план); б – штокверк; в – гнезда; г – линзы и чечевицы (переходная форма к плитообразным телам); 2) жильные тела: а – четковидная; б – камерная; в – седловидная; г – сетчатая; д – лестничная; 3) плитообразные (плоские тела): а – простой пласт; б – сложный пласт; в – простая жила; г – сложная жила.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9397 — | 7458 — или читать все.

источник

Особенности месторождений твердых полезных ископаемых. Основной анализ изометрических, плитообразных и трубообразных морфологических типов тел. Характеристика главных воспроизводственных процессов в горной промышленности и ее высокой капиталоемкости.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

по дисциплине «Геологическое обеспечение горных работ»

на тему: «Морфология и условия залегания тел полезных ископаемых»

Морфология и условия залегания тел полезных ископаемых», элементы залегания рудных тел. Как эти свойства влияют на технико-экономические показатели горного предприятия?

Минеральные агрегаты, представляющие собой полезные ископаемые, залегают в земной коре в виде геологических тел различной формы. Форма, размеры и пространственная ориентировка тел полезных ископаемых среди вмещающих пород определяют их морфологию. Морфологические особенности месторождений полезных ископаемых зависят от условий их образования, а также от геологического строения тех участков земной коры, к которым они приурочены. Изучение морфологии и условий залегания тел полезных ископаемых имеет большое практическое значение, особенно для составления рациональных проектов разведки и эксплуатации месторождений.

Для месторождений твердых полезных ископаемых выделяют три основных морфологических типа тел: изометричные, плитообразные (плоские) и трубообразные.

Изометричные тела приблизительно равновелики в трех измерениях. К ним относятся штоки, гнезда и штокверки (рис. 1).

Штоком называется крупная (от 10 м) изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья. Если размеры таких залежей не превышают 10 м, их называют гнездами. В качестве примера можно назвать штоки каменной соли, гнезда хромитов в ультраосновных породах. Основным элементом, определяющим форму и размеры изометричных тел, является их поперечное сечение.

Когда шток или гнездо сплющены в одном направлении, образуются линзы и чечевицы — тела, переходные по форме от изометричных к плитообразным.

Штокверк представляет собой более или менее изометричный объем горной ‘породы, пронизанный различно ориентированными прожилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества. Границы промышленной залежи в пределах штокверка устанавливаются по данным опробования. В качестве руды в данном случае рассматривается масса горной породы, пересеченная прожилками, если она удовлетворяет требованиям кондиций. Примерами штокверков могут служить тела некоторых месторождений меди, олова, молибдена и других полезных ископаемых.

Рис. 1. Формы изометричных тел полезных ископаемых:

а — шток (план), б— штокверк, в — гнезда (разрез).

Плитообразные (плоские) тела характеризуются двумя большими и одним (мощность) значительно меньшим размером. Это самый распространенный в природе морфологический тип, к которому принадлежат пласты и жилы (рис. 2).

Пласт — это плитообразное тело, обычно осадочного происхождения, отделенное от других пород более или менее параллельными плоскостями напластования (подошвой, или почвой, и кровлей пласта). Пласты могут быть простыми, когда они однородны по составу и не включают прослоев вмещающих пород, и сложными, состоящими из чередующихся прослоев полезного ископаемого и вмещающих пород.

Следует отметить, что в структурной геологии чаще используется более общий термин — слой.

Пласты могут иметь раздувы и пережимы по мощности, простое или сложное выклинивание. Примерами могут являться пласты угольных, марганцевых, железорудных и других осадочных месторождений. Тела полезных ископаемых неосадочного происхождения, близкие по форме к пластам, принято называть пластообразными залежами.

Жилы представляют собой трещины в горных породах, выполненные минеральным веществом полезного ископаемого. Их также считают плитообразными телами, поскольку, протягиваясь по простиранию и на глубину на десятки и сотни метров, они характеризуются значительно меньшим третьим измерением— мощностью, которая обычно изменяется от нескольких сантиметров до первых метров.

Залегание жил может быть наклонным, вертикальным, реже горизонтальным. В случае наклонного залегания породы, перекрывающие жилу, называют породами висячего бока, а подстилающие ее — породами лежачего бока. Поверхность, по которой минеральное вещество соприкасается с вмещающей породой, называют зальбандом. При резком уменьшении мощности жилы говорят о ее выклинивании или пережиме, при увеличении мощности — о раздуве.

Жилы так же, как и пласты, делят на простые и сложные. К простым относятся одиночные минерализованные трещины, к сложным — системы переплетающихся трещин, зон дробления, рассланцевания (см. рис. 2,б, в).

По деталям морфологии среди жил различают четковидные, камерные, седловидные, лестничные, разлистования и др. (рис. 3).

Рис. 3. Формы жильных тел полезных ископаемых: о — четковидная, б — камерная,

Такие формы свойственны многим месторождениям слюдоносных и редкометалльных пегматитов. Лестничная жила состоит из системы поперечных трещин в пластах или дайках хрупких пород, залегающих среди более пластичных образований.

Жила разлистования представляет собой систему жил и прожилков, возникающих вследствие выполнения минеральным веществом сложной сети тонких более или менее параллельных трещин, приуроченных к зоне рассланцевания. В камерных и четковидных жилах по их простиранию чередуются раздувы различной формы и пережимы. Седловидные жилы приурочены к замковым частям складчатых структур. Наиболее характерны тела жильной формы для месторождений цветных, редких и благородных металлов. месторождение ископаемый плитообразный горный

Основными геологическими элементами, определяющими размеры и условия залегания плитообразных тел, являются направление простирания и длина по простиранию, направление и угол падения, длина по нему, а также мощность.

Трубообразные (столбообразные) тела полезных .ископаемых вытянуты по одной оси. Поперечное сечение таких тел может быть изометричным, эллиптическим, линзообразным (рис. 4).

а — геологический план, б — разрез кимберлитовой трубки (по А. П. Бобриевичу).

1 — наносы; 2—4 — кимберлит: 2 — измененный желтый, 3 — измененный зеленый, 4 — малоизмененный; 5 — карбонатные породы.

Морфология и условия залегания трубообразных тел определяются углом погружения (или ныряния), длиной по направлению погружения и площадью поперечного сечения. Угол погружения — это угол между осью трубообразного тела и горизонтальной плоскостью; он может изменяться от 0 до 900. Размеры поперечного сечения и длина оси достаточно изменчивы. На месторождениях полезных ископаемых трубообразные тела встречаются довольно редко. Наиболее типичные представители их — алмазоносные кимберлитовые трубки взрыва.

Классификация форм тел полезных ископаемых

По геометрическому признаку

По соотношению с вмещающими породами

Изометричные Плитообразные Трубообразные

Шток, гнездо, штокверк Жила, линза, чечевица Труба, рудный столб

По возрастному соотношению с вмещающими породами различают две группы рудных тел (и месторождений) — сингенетические и эпигенетические.

Сингенетическими являются тела, сформировавшиеся одновременно или почти одновременно с вмещающими породами. Типичными примерами их могут служить пласты и линзы осадочных месторождений.

Эпигенетическими называются тела, образованные позднее вмещающих пород. К этой группе всегда относятся различного рода жилы (табл. 1).

Все описанные рудные тела могут либо выходить на дневную поверхность, либо залегать на той или иной глубине. В последнем случае их называют «слепыми», или скрытыми. В зависимости от глубины, на которой размещаются тела полезных ископаемых, их делят наповерхностные (до 100м) и глубокозалегающие.

По характеру залегания среди тел полезных ископаемых различают горизонтальные(угол падения до 10°) и наклонные. При угле падения более 45° тела называют крутопадающими.

По отношению к первичному напластованию или контактам вмещающих пород тела полезных ископаемых бывают согласные и секущие. Сингенетические тела всегда имеют согласное залегание.

Выклинивание тел полезных ископаемых может быть простым, когда мощность уменьшается постепенно, тупым, если мощность уменьшается резко, и сложным, когда тело полезного ископаемого разделяется при выклинивании на многочисленные тонкие пропластки и прожилки.

Контакты тел полезных ископаемых бывают резкими (четкими) и постепенными, если сплошная масса полезного ископаемого переходит в породу через зону вначале богатой, а затем постепенно убывающей вкрапленности. По форме выделяют контакты ровные и извилистые.

Тела полезных ископаемых любой формы иногда нарушены постминерализационными тектоническими деформациями, усложняющими первоначальную структуру месторождения и нередко вызывающими серьезные трудности при ведении горных работ. Во-первых, они приводят к изменению форм тел, ухудшают условия разработки или делают ее невозможной. Во-вторых, по зонам тектонических нарушений движутся грунтовые воды. В-третьих, в таких зонах полезное ископаемое смято и раздроблено, качество его ухудшено, проходка и крепление выработок затруднены.

Постминерализационные тектонические нарушения (деформации) делятся на складчатые и разрывные. Складчатые нарушения наиболее характерны для осадочных месторождений металлического и неметаллического сырья и угля. Если им подвержены жесткие непластичные полезные ископаемые (железные руды, известняки), то изменения мощности тела не отмечается. При складчатых деформациях пластичных полезных ископаемых (гипс, уголь, соль, графит) обычно происходит уменьшение мощности пластов на крыльях и увеличение в замках складок.

Наиболее распространенными на месторождениях разрывными нарушениями являются сбросы, взбросы и сдвиги. Они характерны как для эндогенных, так и для экзогенных месторождений. Обычно встречаются комбинации различных нарушений. По взаимоотношению простираний залежи и сместителя сбросы и взбросы делят на продольные, поперечные и диагональные.

При изучении разрывных тектонических нарушений часто важно определить направление движения отдельных блоков, что помогает обнаружить смещенную часть тела полезного ископаемого. Для этой цели используют такие геологические и структурные признаки как загибы пластов (пласты пластичных пород несколько изогнуты по направлению движения), борозды на зеркалах скольжения (глубина борозд уменьшается в направлении движения), ориентировка «слоистости» в глинке трения и др.

Особенности, влияющие на технико-экономические показатели работы горного предприятия.

Горная промышленность наряду с общими для других отраслей промышленности чертами имеет специфические особенности, оказывающие влияние на технико-экономические показатели ее работы. К числу особенностей относятся следующие:

Размеры и качество запасов полезных ископаемых, условия их залегания, географическое положение разрабатываемых месторождений предопределены природой. Из этого следует, что горная промышленность в большей мере, чем другие отрасли промышленности, испытывает на себе влияние естественных, природных факторов.

В отличие от обрабатывающей горная промышленность не свободна в выборе размещения своих предприятий, они «привязаны» к месторождениям полезных ископаемых. Многие из них расположены в отдаленных районах страны со сложными климатическими условиями. Разработка таких месторождений требует крупных ассигнований не только на строительство горных предприятий, но и на создание инфраструктуры (строительство дорог, объектов водоснабжения, связи и т. д.). Отдаленность предприятий отражается и на себестоимости добычи полезных ископаемых, которая возрастает вследствие сравнительно более высокой оплаты труда, больших транспортных и других расходов.

Удовлетворение общественной потребности в полезных ископаемых при ограниченных запасах некоторых из них определяет необходимость осуществления добычи в сложных горно-геологических условиях, ухудшающих экономические показатели отрасли. Kроме того, месторождения с небольшими запасами полезных ископаемых отрабатываются горными предприятиями со сравнительной низкой производственной мощностью, что также снижаетэкономические показатели работы.

Для горной промышленности характерно постоянное ухудшение горно-геологических условий разработки месторождений полезных ископаемых. С течением времени увеличивается глубина горных работ. В результате возрастают затраты на проведение и поддержание горных выработок, на вентиляцию и водоотлив, транспортирование и т. д. В сложившихся районах добычи в эксплуатацию часто вовлекаются месторождения со сравнительно худшей качественной характеристикой полезного ископаемого (более высокая зольность угля, меньшее содержание металла в руде и др.) В этих условиях поддержание объемов и качества продукции на уровне, удовлетворяющем ее потребителей, требует возрастающих затрат на переработку полезных ископаемых.

Указанные выше отрицательные последствия ухудшения горно-геологических условий разработки месторождений носят отраслевой характер, т. е. снижают технико-экономические показатели отрасли в целом. Поэтому для горной промышленности исключительно важное значение имеют высокие темпы технического прогресса, с помощью которых можно достигнуть стабилизации и улучшения технико-экономических показателей ее работы.

Характер воспроизводственных процессов.

Горные предприятия постоянно нуждаются в воспроизводстве фронта очистных работ. По мере отработки запасов полезного ископаемого на действующем горизонте шахты, необходимо готовить и вводить в эксплуатацию новый горизонт. Это требует крупных капитальных вложений, основная часть которых идет не на прирост, а на поддержание добычи на достигнутом уровне.

С необходимостью подобных затрат обрабатывающая промышленность не сталкивается. Например, машиностроительный завод в перспективе может потребовать новых капитальных вложений при его расширении, реконструкции или модернизации производства. Однако он не нуждается в новых капитальных вложениях на воссоздание действующих цехов, поскольку в процессе эксплуатации они сохраняют свою натуральную форму. Другое дело шахта, где постоянно воспроизводятся горные выработки, с помощью которых осуществляется добыча полезных ископаемых.

Отличительной особенностью воспроизводственных процессов в горной промышленности является большой удельный вес затрат на проведение горных выработок. На эти цели при подземном способе разработки месторождений расходуются 45—55% выделяемых на строительство капитальных вложений1. При наличии общего лимита капитальных вложений в развитие отрасли на определенный период времени необходимость крупных затрат на создание сети горных выработок сужает финансовые возможности технического перевооружения производства.

Воспроизводство производственных мощностей в горной промышленности связано с большими затратами времени. Нормативная продолжительность строительства шахты может составлять 5 лет и более. Основное влияние на сроки строительства горного предприятия оказывает время, необходимое для вскрытия месторождения и создания сети горных выработок.

Горные предприятия имеют ограниченный срок службы, который зависит от размеров запасов полезного ископаемого шахтного (карьерного) поля. Этот срок колеблется от 20 до 60 лет и более. Например, из состава угольной промышленности ежегодно выбывает несколько шахт, отработавших свои запасы. Такое положение является специфическим для горной промышленности и увеличивает затраты на простое воспроизводство.

Характер воспроизводственных процессов в горной промышленности предопределяет ее высокую капиталоемкость.

Добыча полезных ископаемых осуществляется подземным и открытым способами, отличающимися как используемой техникой, так и технологией производства.

Способ разработки месторождения и принятая технология работ оказывают значительное влияние на технико-экономические показатели горных предприятий. При открытом способе разработки основные технико-экономические показатели в несколько раз выше, чем при подземном. Поэтому улучшение структуры добычи за счет повышения удельного веса открытого способа разработки месторождений является важнейшим направлением роста эффективности горного производства.

Большое разнообразие горно-геологических условий, характерное для горной промышленности, обусловливает необходимость использования различных систем разработки, технологии, способов и видов механизации работ при одинаковом способе отработки месторождений. Различные горно-геологические условия осложняют задачу обеспечения горной промышленности техникой. Практика применения горной техники, предназначенной для определенной отрасли, в других отраслях не всегда дает положительные результаты. Это видно на примере горных машин, созданных для угольных шахт и применяемых на сланцевых шахтах, предприятиях по добыче калийных солей и др.

Условия эксплуатации горной техники более тяжелые, чем в других отраслях народного хозяйства. Особенно это касается подземных горных работ. Горно-шахтное и горнотранспортное оборудование подвержено сильному физическому износу, имеет относительно короткие нормативные сроки службы. Срок службы горной техники, используемой в очистных забоях, как правило, не превышает 5 лет. Поэтому горная промышленность в большей мере, чем другие отрасли, нуждается в ресурсах новой техники, позволяющих своевременно обновлять парк машин.

Необходимость обеспечения высокой надежности техники, безопасности ее работы, а также высоких темпов ее обновления отражается на экономических показателях горных предприятий. Это проявляется через высокие цены на горную технику, большую стоимость ремонтного обслуживания, увеличение амортизационных затрат и др.

Организация производства и условии труда

К специфическим особенностям горного производства, с учетом которых строится организация работ по добыче полезных ископаемых, относятся подвижность рабочих мест, тесная взаимосвязанность производственных и рабочих процессов, повышенная опасность работ, связанная с проведением буровзрывных работ, проявлениями горного давления и т. д. Наличие этих особенностей усложняет организацию работ на горных предприятиях и одновременно усиливает ее влияние на эффективность производства.

Условия работы на горных предприятиях отличаются меньшей комфортностью, чем в других отраслях промышленности. Несмотря на большие достижения в области механизации производственных процессов, на некоторых работах пока еще применяется тяжелый физический труд. Часть горных предприятий удалена от крупных культурных центров страны. Все это ставит особенно остро проблему обеспечения горных предприятий рабочими кадрами, делает необходимым разработку эффективных мер по привлечению и закреплению их в горной промышленности. Структура потребляемых ресурсов и затрат производства

Среди ресурсов, потребляемых горной промышленностью, превалируют трудовые ресурсы и денежные ресурсы в виде капитальных вложений. Доля материальных ресурсов сравнительно невелика, поскольку в отличие от обрабатывающих отраслей горная промышленность не нуждается в сырье. Она сама является источником получения сырья для других отраслей промышленности.

Горная промышленность относится к трудоемким и капиталоемким отраслям промышленности. Это находит отражение в структуре себестоимости продукции, где преобладают затраты на заработную плату и амортизационные отчисления.

Потребляемые ресурсы и затраты на единицу продукции в горной промышленности подвержены большим колебаниям. Разница в себестоимости добычи 1т. полезного ископаемого в отдельных бассейнах и даже на предприятиях одного и того же бассейна может составлять 10 и более раз. Это объясняется существенным влиянием природных факторов, способа разработки месторождения, района добычи и др.

Процесс контактового метасоматоза, приводящий к образованию скарновых месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. Метасоматический процесс и условия залегания скарнов. Морфология, вещественный состав, строение месторождения полезных ископаемых.

реферат [25,4 K], добавлен 25.03.2015

Промышленная классификация месторождений полезных ископаемых. Приёмы оконтуривания тел полезных ископаемых. Управление качеством руды. Методы подсчёта запасов месторождений полезных ископаемых. Оценка точности подсчета запасов, формы учета их движения.

реферат [25,0 K], добавлен 19.12.2011

Изучение закономерностей образования и геологических условий формирования и размещения полезных ископаемых. Характеристика генетических типов месторождений полезных ископаемых: магматические, карбонатитовые, пегматитовые, альбитит-грейзеновые, скарновые.

курс лекций [850,2 K], добавлен 01.06.2010

Состав, условия залегания рудных тел. Формы полезных ископаемых. Жидкие: нефть, минеральные воды. Твердые: угли ископаемые, горючие сланцы, мрамор. Газовые: гелий, метан, горючие газы. Месторождения полезных ископаемых: магматогенные, седиментогенные.

презентация [7,2 M], добавлен 11.02.2015

Поисковые работы как процесс прогнозирования, выявления и перспективной оценки новых месторождений полезных ископаемых, заслуживающих разведки. Поля и аномалии как современная основа поисков полезных ископаемых. Проблема изучения полей и аномалий.

презентация [1,0 M], добавлен 19.12.2013

История разработки месторождений полезных ископаемых и состояние на современном этапе. Общая экономическая цель при открытой разработке. Понятия и методы обогащения полезных ископаемых. Эффективное и комплексное использование минерального сырья.

курсовая работа [76,0 K], добавлен 24.11.2012

Влияние добычи полезных ископаемых на природу. Современные способы добычи полезных ископаемых: поиск и разработка месторождений. Охрана природы при разработке полезных ископаемых. Обработка поверхности отвалов после прекращения открытой выработки.

реферат [29,4 K], добавлен 10.09.2014

Характеристика месторождений (Таштагольского железорудного, Пуштулимского мраморного) и Кузнецкого угольного бассейна. Условия образования осадочных месторождений, их виды, форма тел, минеральный состав. Общие сведения о твердых горючих ископаемых.

контрольная работа [20,5 K], добавлен 15.03.2010

Опробование полезных ископаемых осуществляется на месте залегания, без отбора проб для определения объема, а также физических параметров. Определение средних содержаний и средней мощности рудных тел в целях подсчета запасов полезного ископаемого.

презентация [2,6 M], добавлен 19.12.2013

Гидрогеологические исследования при поисках, разведке и разработке месторождений твердых полезных ископаемых: задачи и геотехнологические методы. Сущность и применение подземного выщелачивания металлов, выплавки серы, скважинной гидродобычи рыхлых руд.

реферат [28,8 K], добавлен 07.02.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

источник