Баранов А.О. Подземная разработка рудных месторождений. Учебное пособие - файл n1.doc

приобрести
Баранов А.О. Подземная разработка рудных месторождений. Учебное пособие
скачать (3183.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc3184kb.01.06.2012 08:05скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
ВВЕДЕНИЕ

Горная промышленность — одна из ведущих отраслей народного хозяйства, поставляющая сырье для энергетики, черной и цветной металлургии, химической промышленности, строительной индустрии, производства минеральных удобрений и ряда других отраслей, на которых основана индустриальная мощь нашей страны.

Перед горнодобывающей промышленностью СССР стоят задачи интенсификации добычи и переработки минерального сырья при минимальных затратах для обеспечения все возрас­тающих потребностей народного хозяйства.

В настоящее время основным способом добычи металлургического сырья является открытая разработка рудных месторождений, посредством которой из недр извлекается более 2/3 всех полезных ископаемых. Это относительно дешевый способ разработки, позволяющий применять мощное и высокопроизводительное оборудование. Однако при проведении откры­тых работ на долгие десятилетия из хозяйственного оборота изымаются огромные площади сельскохозяйственных и лесных угодий. Кроме того, для доступа к месторождению с поверхнос­ти приходится вынимать, перемещать и складировать в отвалы пустые породы, объем которых в несколько раз превышает объем добываемого полезного ископаемого.

Второй по значению способ разработки месторождений — подземный, на долю которого приходится около 20 % добычи железа, до 45 % добычи меди, 68 % цинка, 70-73 % олова и свинца, 100 % вольфрама. Затраты на добычу руды при подземной разработке месторождений иногда выше в несколько раз, чем при открытой, но она ведется на месторождениях, которые экономически нецелесообразно или даже технически невозможно разрабатывать открытым способом. В связи с постепенным истощением легкодоступных неглубоко залегающих запасов металлических руд увеличивается глубина разработок, что определяет растущее значение подземной добычи. Тенденция увеличения глубины разработок прослеживается во всем мире. Например, в Канаде добычу руд, содержащих золото, медь, никель ведут на глубинах 1800 - 2600 м; в США извлечение меди и золота — на глубинах 1700—3000 м; в Индии золото извлекают с глубины в 3250 м; а в Южно-Африканской Республике действует самый глубокий в мире золотой рудник, работы ведутся на глубине более 3850 м. Кроме того, подземные разработки в ряде случаев позволяют полностью сохра­нить земную поверхность, что обеспечивает им значительное преимущество перед открытыми горными работами.

Из специальных способов разработки месторождений руд черных и цветных металлов наибольшее распространение получила дражная разработка россыпных месторождений - золото­носных или оловоносных песков. Начата эксплуатация морских месторождений железомарганцевых конкреций, расположенных на морском шельфе, которая ведется со специальных судов. На некоторых месторождениях извлечение цветных металлов, золота, урана осуществляют посредством выщелачивания, т. е. в подготовленное рудное тело закачивают через скважины с поверхности химические реагенты, которые растворяют (вы­щелачивают) содержащиеся в рудах полезные компоненты, выносят на поверхность, где их извлекают из раствора химическими или иными методами. Способ выщелачивания руд на месте их залегания многие специалисты считают весьма перспективным.

Однако в ближайшем будущем основными способами разработки руд черных и цветных металлов будут открытый и подземный. Запасы железных руд сосредоточены в Кривбассе, Курской магнитной аномалии (КМА), на Урале, юге Кемеровской области; запасы марганцевых руд — на месторождениях Никополь - Марганецкого и Чиатурского бассейнов. В республиках Закавказья, на Урале, в Красноярском крае, Забайкалье, Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, а также в Казахстане и Узбекистане залегают руды цветных металлов.

За последние два-три десятилетия в технологии подземной разработки месторождений произошли коренные изменения: резко возросла механизация основных и вспомогательных производственных процессов, энерговооруженность труда, получило широкое распространение использование искусственных твердеющих смесей для заполнения выработанного пространст­ва, позволяющих повысить извлечение руды из недр и обеспечить безопасность горных работ, особенно на больших глубинах. Вследствие этого уже сейчас на многих передовых подземных рудниках достигнута высокая производительность труда рабочего, занятого непосредственно добычей руды, которая составляет 100-150 т/смену, а в пересчете на всех подземных рабочих она равна 20-25 т/смену и более.

Непрерывный рост потребности в минеральном сырье и ограниченность трудовых ресурсов требуют дальнейшего роста производительности труда подземных рабочих. В этой связи основными направлениями совершенствования подземной разработки месторождений являются: комплексная механизация подземных горных работ на базе самоходного оборудования с автономным приводом и техники непрерывного действия (конвейеров, горных комбайнов и т. п.), повышение уровня автоматизации работы горных машин, внедрение дистанционного управления ими, а в перспективе - разработка и внедрение промышленных роботов для выполнения наиболее трудоемких и опасных горных работ.

В связи с тем что запасы руд являются невосполнимыми природными ресурсами, последнее время особенно остро стал вопрос о комплексности использования минерального сырья, об укреплении и развитии сырьевой базы горной промышленности, в том числе горнорудной. С учетом этого в 1975 г. Верховный Совет СССР принял "Основы законодательства Союза Советских Социалистических Республик и союзных республик о недрах", которые определяют порядок использования недр.

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года" в качестве одной из первоочередных задач предусмотрено опережающее развитие сырьевой базы черной, цветной металлургии и предприятий по производству минеральных удобрений на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, в зоне Байкало-Амурской магистрали, в Узбекистане, Казахстане и Армении. Намечено осваивать месторождения полезных ископаемых более комплексно, не допуская их потерь при добыче и переработке.
1. Основные термины и понятия

В горном деле, как и в других сферах человеческой деятельности, сложился свой профессиональный язык, поэтому овладение специальными знаниями невозможно без его усвоения, этой главе приводятся первоначальные сведения об основные терминах и понятиях, которые необходимы для понимании последующего изложения.

Горные породы - естественные минеральные образования более или менее постоянного состава и строения, слагающие земную кору и залегающие в ней в виде самостоятельных тел

Руда - горная порода или минеральное образование с содержанием полезных компонентов, обеспечивающим экономическую целесообразность их извлечения при современном уровне развития техники.

Порода (пустая порода) - минеральное образование, и являющееся объектом извлечения полезных компонентов при разработке месторождений.

Рудник — предприятие по добыче руд.

Горная выработка - сооружение (полость) в недрах земли созданная в результате ведения горных работ.

Капитальными называют выработки, проведенные на стадии строительства рудника за счет выделенных на это строительство средств и сохраняемые в течение всего срока службы рудника или хотя бы одного его горизонта.

Ствол шахтный - вертикальная или наклонная горная выработка, имеющая непосредственный выход на поверхность и предназначенная для обслуживания горных работ.

Ствол шахтный слепой - вертикальная или наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ.

Штольня - горизонтальная горная выработка, пройденная месторождению с поверхности и предназначенная для обслуживания подземных горных работ.

Горизонт - совокупность выработок, расположенных в с ной горизонтальной плоскости и предназначенных для веден горных работ в этаже.

Этаж - часть шахтного поля, ограниченная по падению откаточным и вентиляционным горизонтами, по простиранию границами шахтного поля.

Блок - выемочный участок в пределах этажа.

Панель — часть шахтного поля, образующаяся в результате его деления (подготовки) главными откаточными и вентиляци­онными штреками.

Квершлаг - горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, проведенная по породам вкрест (перпендикулярно) простиранию месторождения.

Штрек - горизонтальная подземная горная выработка, проведенная по простиранию наклонно залегающего месторождения или в любом направлении при горизонтальном его залегании.

Орт — горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и проведенная вкрест простирания рудного тела по руде.

Восстающий — вертикальная или наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для обслуживания подземных горных работ.

Рудоспуск - вертикальная или наклонная горная выработка или ограниченная крепью часть выработанного пространства для перепуска рудной массы под действием собственного веса.

Выработанным называется пространство, образующееся в недрах после извлечения полезного ископаемого.

Уклон - наклонная подземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для подъема руды или вспомогательных нужд.

При разработке месторождений некоторая часть запасов руд остается в недрах не извлеченной или теряется при добыче. Эта часть запасов называется потерями руды (рис. 1.1).

Во время добычи происходит смешение руды с породой из-за невозможности отбойки руды от породы точно по контурам или вследствие особенностей технологии очистной выемки. Смесь руды с примешавшейся к ней при добыче пустой породой называется рудной массой. В рудной массе содержание полезного компонента ниже, чем в руде. Снижение содержания полезного компонента в рудной массе по сравнению с содержанием его в массиве называется разубоживанием.

Потери и разубоживание ухудшают технико-экономические показатели разработки месторождения. Это ухудшение можно оценить экономическим ущербом от потерь и разубоживания. Так как руда обладает определенной ценностью, то ее потери означают недополученный доход с месторождения. Разубоживание руды связано с дополнительными затратами на транспорти­рование и переработку руды вместе с примешавшейся к ней породой.


Рис. 1.1. Схема к определению терминов

потери", "разубоживание" и "рудная мас­са":

ABCD - запасы месторождения; AFEGCD-потери руды в недрах; FBGF - извлекае­мая часть запасов руды; HKLGBF - пустая порода, примешавшаяся к руде при добыче (разубоживание); HKLE - рудная масса


А

f в

\
















\




G




L


2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОЛОГИИ, КЛАССИФИКАЦИИ И ЗАПАСАХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

2.1. СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ. ТИПЫ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ЭЛЕМЕНТЫ ИХ ЗАЛЕГАНИЯ

Земля имеет центрально-симметричное строение и состоит из геосфер: земной коры, астеносферы, мантии (верхней, средней и нижней) и ядра (внешнего и внутреннего).

В свою очередь земная кора состоит из трех слоев: осадоч­ного, гранитного и базальтового. Общая толщина земной коры изменяется от 5—10 км под океаном до 70-75 км в гористых районах, т. е. составляет около одной сотой земного радиуса

Земная кора слагается из горных пород — естественных минеральных образований определенного состава и строения, сформировавшихся вследствие геологических процессов.

Все горные породы, слагающие земную кору, делятся на изверженные, осадочные и метаморфические.

Изверженные, или магматические, породы образовались в результате охлаждения и затвердевания магмы. Если этот процесс происходил в глубине земной коры, то возникали интрузивные породы. Если же магма затвердевала на поверхности земной коры или вблизи нее, образовывались эффузивные породы. На глубине магма охлаждается медленно, под большим давлением, газы не могут выделяться из нее свободно. Интрузивные породы по своему составу и структуре заметно отличаются от эффузивных, которые обычно светлее и имеют меньшую плотность.

Осадочные породы образуются вследствие отложения минеральных и органических частиц на дне рек, озер и морей. Минеральные осадки получаются при растворении или разруше­нии водой и солнцем изверженных или образовавшихся ранее других осадочных пород. Органические осадки возникают вследствие накопления на дне остатков различных организмов (например, моллюсков).

Метаморфические породы образуются из изверженных или осадочных при воздействии больших давлений и температур. Они могут возникнуть на контакте с большими массами расп­лавленной магмы (контактовый метаморфизм) или при погружении пород на большие глубины при различных геологических процессах.

Среднее содержание (кларк) металлов в земной коре состав­ляет: алюминия - 8,13 %; железа - 5 %; титана - 0,44%; марганца - 0,1 %; хрома - 0,02 %; ванадия — 0,015 %; цинка — 0,0132 %; никеля - 0,008 %; меди - 0,007 %; вольфрама -0,0069 %; олова - 0,004 %; кобальта - 0,0023 %; свинца -0,0016 %; молибдена - менее 0,001 %; ртути, серебра - менее 0,0001 %; золота, платины - менее 0,000001 %.

Всю добычу руд, содержащих металлы, осуществляют, разрабатывая рудные месторождения, расположенные в верхней части земной коры на глубинах до 4 км (1/1500 часть земного радиуса).

Рудные месторождения — естественные скопления руд­ных залежей (тел) в недрах, пригодные по своим размерам, условиям залегания и количеству содержащихся в них полез­ных компонентов (металлов) для промышленной разработки.

Процессы формирования рудных месторождений, как и все геологические процессы, протекающие в земной коре, можно разделить на эндогенные, происходящие под действием внутренней энергии Земли, и экзогенные, обусловленные проявлением внешних сил, главным образом явлениями, порожденными воздействием солнечной энергии.

Эндогенные и экзогенные месторождения могут подвергать­ся последующим изменениям. Например, при их погружении на большие глубины вследствие тектонических процессов или перекрытии мощными толщами других горных пород образуются метаморфогенные месторождения.


Эндогенные месторождения своим происхождением обязаны расплавленной магме и разделяются на магматические, контактовые, жильные и метасоматические (рис. 2.1).
Рис. 2.2. Схема залегания рудного тела:

1- рудное тело; 2 - горизонтальная плоскость;

3 - линия падения; 4 — линия простирания;

М и А -соответственно мощность и угол падения рудного тела

Магматические месторождения образуются вследствие концентрации отдельных составных частей магмы либо в самом магматическом массиве, либо при проникновении расплавлен ной магмы в соседние твердые породы. Концентрация отдельных минералов в расплавленной магме может происходит) из-за разницы в плотности, растворимости, вязкости и др. П; этом магма в своей массе разделяется на составные части, некоторые из них образуют при остывании массивные скопления полезных ископаемых.

Если процесс разделения (дифференциации) магмы не успел ершиться до ее застывания, могут образоваться месторождения вкрапленных руд, где пустая порода насыщена зернами (вкраплениями) полезных минералов.

На контакте с расплавленной магмой могут возникать контактовые месторождения. Они образуются из газов, паров растворов, выделяющихся из магмы и концентрирующихся на границе (контакте) с ней при их взаимодействии с окружа­ющими породами или проникновении в поры и трещины этих пород. Форма таких месторождений обычно неправильная — линзы, гнезда.

Жильные месторождения образуются вследствие скопления в трещинах земной коры полезного ископаемого, осаждающего­ся из паров или растворов. Такие жилы обычно имеют малую мощность и относительно небольшие размеры по простиранию и падению.

Некоторые жилы образуются, как уже отмечалось, при за­полнении трещин расплавленной магмой и ее последующем зас­тывании. Они могут иметь значительные размеры. Общим для всех жильных месторождений является, как правило, очень сложная форма рудных тел и большие колебания содержания полезных компонентов.

Метасоматические месторождения (месторождения заме­щения) образуются при химическом взаимодействии выделяющихся из магмы газов, паров или растворов с другими порода­ми. В результате минералы этих пород замещаются другими — рудными. Рудные тела такого типа могут иметь как правильную, пластообразную, так и неправильную форму.

Экзогенные месторождения своим появлением обязаны, главным образом, разного рода процессам разрушения эндогенных месторождений на поверхности. Частицы разрушенных по­род или растворенные полезные компоненты переносятся водой на значительные расстояния от коренных месторождений и осаж­даются в руслах водных потоков или на дне водоемов (россы­пи). Таким образом возникают осадочные месторождения (см. рис. 2.1). Как магматические, так и осадочные месторож­дения могут в результате геологических процессов погружаться на большие глубины, где они подвергаются воздействию высо­ких давлений и температур, вследствие чего меняются структу­ра, состав и физико-механические свойства пород. Месторож­дения такого типа называются метаморфогенными.

Положение рудных тел в пространстве и их размеры опреде­ляются элементами залегания: простиранием, углом падения

(или падением), мощностью (рис. 2.2), глубиной залегания от поверхности.

Простирание — воображаемая линия пересечения рудного тела с горизонтальной плоскостью.

Падение — (угол падения) — угол между горизонтальной плоскостью и перпендикуляром к линии простирания, расположенным в плоскости рудной залежи.

Мощность — расстояние по нормали между контактами (границами) рудного тела с вмещающими его породами.

Глубина залегания - расстояние по нормали от земное поверхности до верхней и нижней границ рудного тела.

В земной коре под воздействием внутренней энергии Земли и внешних сил происходят перемещения одних участков по от. ношению к другим как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, что приводит к нарушениям элементов залегания горных пород.

Различают дизъюнктивные (разрывные) нарушения, сопровождающиеся разрывом сплошности рудных тел и пород и пликативные (складчатые) нарушения, происходящие без разрыва сплошности.

Другая причина нарушений элементов залегания горных пород — размыв их водой. Наконец, залегание горных пород может быть нарушено прорывами (интрузиями) магмы.

Нарушения сопровождаются изменением числа рудных тел их простирания и падения, смещением частей друг относительно: друга вдоль крупных трещин и разломов в земной коре. Вследствие этого усложняются разведка месторождения и его разработка.

Вопросы для проверки

  1. Покажите на рис. 2.1 эндогенные, экзогенные и метаморфогенные месторождения.

  2. Покажите на рис. 2.1 дизъюнктивные (разрывные) и пликативные (складчатые) нарушения горных пород.


2.2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Значительные различия в условиях образования и последующих геологических воздействиях определяют большое разнообразие типов рудных месторождений по форме, элементам залегания и другим признакам.

По форме рудные тела подразделяют на:

изометричные, имеющие приблизительно равные размеры (длина по падению и простиранию, мощность), - штоки, шток­верки и гнездообразные рудные тела;

столбообразные, у которых один размер (длина по паде­нию) значительно больше двух других. - трубы и столбчатые жилы;

плитообразные, у которых два размера значительно боль­ше третьего (мощности), — пласты, пластообразные и линзовидные рудные тела, жилы;

сложные, сочетающие в себе различные признаки рассмотренных выше форм.

Размеры штоков и штокверков составляют сотни метров. Штоки сложены массивными или вкрапленными рудами. Шток­верки представляют собой массив горных пород, разбитый интенсивной трещиноватостью, в которой локализованы рудные минералы.

Трубы — прорывы земной коры расплавленной магмой, с которой связана последующая рудная минерализация.

Пласты и пластообразные залежи зачастую бывают осадоч­ного происхождения (экзогенные месторождения).

Жилы имеют мощность от нескольких сантиметров до нес­кольких метров. Они отличаются сложной формой, непосто­янством элементов залегания и содержания полезных ком­понентов.

Форма, элементы залегания рудных тел, их размеры, а также свойства руд и пород решающим образом влияют на выбор технологии добычи. Поэтому, с точки зрения технологии горных работ, принято классифицировать горнотехнические условия разработки по нескольким признакам.

По углу падения различают рудные залежи:

пологие (угол падения от 0 до 18°);

наклонные (19-35°);

крутонаклонные (36-55°);

крутые (более 55°).

По мощности рудные тела подразделяют на:

тонкие (мощность до 0,8 м);

маломощные (0,8-5 м);

средней мощности (5-15 м);

мощные (15-60м);

весьма мощные (более 60 м).

Руды и породы классифицируют по их физико-механическим свойствам.

По устойчивости к обнажениям их делят на:

слабые и неустойчивые, которые не допускают обнажений и требуют при разработке усиленного крепления;

малоустойчивые, допускающие обнажения без крепления шириной до 3 м;

средней устойчивости (допустимая площадь обнажения до 50-100 м2);

устойчивые (допустимая площадь обнажения до 200-500 м2);

весьма устойчивые (допустимая площадь обнажения 800-1000 м2 и более).

Устойчивость руд и пород зависит также и от того, насколько развита в них трещиноватость.

Крепость (прочность на сжатие) руд и пород принято изме­рять коэффициентом крепости / по шкале проф. М.М. Протодъяконова.

Этот коэффициент получаем посредством деления предела прочности при сжатии в МПа на 10. Руды и породы по крепости делят на:

мягкие (f < 4);

средней крепости (f= 4 8);

крепкие (f = 8  16);

крепчайшие (f> 16).

Особенности разработки рудных месторождений опре­деляются спецификой их горнотехнических условий.

Рудные месторождения характеризуются непостоянством формы и элементов залегания рудных тел, особенно жильных и массивных. Это усложняет и удорожает разведку, вскрытие и подготовку залежей, требует в пределах даже одного участка применения различной технологии и техники разработки.

Большие крепость и абразивность (способность изнашивать горные машины и инструменты) свойственны большинству руд, слагающих месторождения. Вследствие этого необходимо от­бивать руду взрывным способом, а узлы и детали горных машин изготавливать из более прочных и поэтому более дорогих мате­риалов.

Многие руды характеризуются резким изменением содержа­ния в них металлов и попутных полезных, а также вредных компонентов. Это усложняет и удорожает технологию перера­ботки руд, требует в некоторых случаях раздельной разработки руд по сортам, а также так называемого усреднения качества, когда приходится в подземных условиях или на поверхности перемешивать в определенных пропорциях руды с различным содержанием металла, чтобы довести его до величины, установ­ленной планом по качеству.

Нарушения элементов залегания рудных тел, типичные для металлических месторождений, часто сопровождаются сниже­нием устойчивости пород (особенно вблизи трещин и разломов в земной коре), повышенными водопритоками или выделением вредных и взрывоопасных газов.

Рост глубины горных работ существенно увеличивает затра­ты на добычу руды и сопровождается иногда такими опасными для жизни горняков явлениями, как породные взрывы и гор­ные удары, т. е. внезапными и самопроизвольными разрушения­ми массива под воздействием горного давления. Кроме того, углубление работ сопровождается повышением температуры горных пород, что связано с дополнительными затратами на охлаждение шахтного воздуха.

Обводненность некоторых месторождений может быть весь­ма значительной, водоприток в подземные выработки может достигать 20 и более тыс. м3 в час (как, например, на рудниках Ачисайского полиметаллического комбината). Для откачки воды или осушения месторождений затрачивают значительные средства. На некоторых месторождениях встречаются запол-енные водой полости, из которых она может внезапно прорываться в находящиеся поблизости подземные выработки и зато­пить их. Вследствие обводненности ухудшаются условия труда и усложняется добыча руды.

Все эти особенности необходимо учитывать при проектиро­вании, строительстве и эксплуатации рудников, чтобы обеспе­чить максимальную безопасность и производительность труда.

Вопросы для проверки

1. На рис. 2.1 покажите изометричные, столбообразные и плитообразные рудные тела.

2. Какие особенности рудных месторождений требуют наиболее строгого соблюдения мер безопасности при их разработке?
2.3. ПОИСКИ И РАЗВЕДКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Разведка месторождений полезных ископаемых включает в себя геологические, химико-технологические, физико-техни­ческие и геодезические исследования, горные и буровые работы, необходимые для обнаружения и изучения (оценки) месторож­дения полезных ископаемых.

Разведка — сложный, трудоемкий и длительный процесс, состоящий из нескольких стадий (рис. 2.3.).

Рис. 2.3. Схема организации геологоразведочных работ
Геологическая съемка

поверхности



Поисковая разведка

(открытие) месторождений



Предварительная разведка



Геолого – промышленная Непромышленное содержание

оценка месторождений полезных компонентов



Промышленное содержание

полезных компонентов



Детальная разведка Государственный учет

 запасов

Подсчет и утверждение

запасов



Проектирование рудника



Строительство рудника



Эксплуатация рудника Эксплуатационная Доразведка

Разведка месторождения
Поиски месторождений ведут на основе материалов геологи­ческих съемок. Геологические съемки осуществляют для изучения строения и развития земной коры, закономерностей распределения полезных ископаемых. Они заключаются в изуче­нии естественных и искусственных обнажений (выходов на поверхность) горных пород, границ их распространения, состава. Геологические съемки, в том числе и со спутников, проведены на всей территории СССР. Результаты геологических съемок отражаются на прогнозных картах распределения полезных ископаемых.

Прогнозные карты служат основой для планирования поис­ковых работ по открытию месторождений полезных ископа­емых.

Поисковые работы состоят из наземных геолого-минерало­гических, геохимических и географических исследований.

На всех обнаруженных месторождениях, прежде чем начать их детальную разведку, проводят сначала предварительную разведку.

По результатам предварительной разведки составляют тех­нико-экономический доклад, в котором подсчитывают запасы полезных ископаемых и определяют целесообразность их разра­ботки. Эта стадия называется геолого-промышленной оценкой месторождения.

Если результаты геолого-промышленной оценки месторож­дения положительны (т. е. доказывают целесообразность его раз­работки) и если государственными плановыми органами наме­чено промышленное освоение месторождения в ближайшие го­ды, то осуществляют детальную разведку.

Однако если геолого-промышленная оценка месторождения показала нецелесообразность его освоения в ближайшие годы, то запасы месторождения подлежат государственному учету, а проведение детальной разведки на нем не планируется.

При детальной разведке тщательно изучают химический и минеральный составы руд для получения наиболее точного пред­ставления о запасах и распределении по месторождению не только основных, но и попутных полезных компонентов и вредных примесей. Одновременно устанавливают все природные типы руд.

Детальная разведка охватывает широкий круг вопросов и требует, как правило, значительных затрат.

По материалам детальной разведки производят оконтуривание (определение границ) рудных тел, а затем подсчет запасов руды, содержащихся в них. После утверждения запа­сов в Государственной комиссии по запасам (ГКЗ) при Совете Министров СССР начинают проектирование, а затем строительство рудника. В процессе разработки месторождения ведут эксплуатационную разведку и доразведку запасов. Эксплуатационная разведка с применением подземных выработок и скважин позволяет уточнять горнотехнические условия участков месторождения в процессе их разработки, а также запасы, содержание и распределение полезных компонентов. Доразведка проводится для детализации геологического строения месторождения на глубине и выявления новых рудных тел.

Вопросы для проверки

1. Чем различаются предварительная, детальная и эксплуатационная разведки?

2. Зачем нужна предварительная разведка и почему невыгодно сразу приступать к детальной разведке месторождения?

2.4. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ РУД И ПЕРЕДАЧА МЕСТОРОЖДЕНИЯ К ПРОМЫШЛЕННОМУ ОСВОЕНИЮ

Данные о запасах различных полезных ископаемых исполь­зуют при разработке схем развития отраслей народного хозяй­ства, связанных с добычей и переработкой минерального сырья, составлении годовых, пятилетних и долгосрочных планов эко­номического и социального развития СССР, планировании гео­логоразведочных работ.

Основой для оконтуривания рудных тел служат кондиции - качественные и количественные показатели, определяющие пригодность полезных ископаемых для промышленной разра­ботки и использования.

Основными кондициями являются бортовое и минимальное промышленное содержание, минимальная мощность рудных тел и т. д. Бортовое содержание — нижний предел содержания метал­ла в руде, на основании которого определяют границу рудного тела. Минимальное промышленное содержание определяется в среднем по геологическому блоку (части рудного тела, в которой выдержаны условия разработки и качество руды). Оно должно быть таким, чтобы ценность руды была равна всем затратам на добычу и переработку. Эту кондицию применяют для оконтуривания рудных тел по площади.

Величину кондиций устанавливают проектом и утверждают в ГКЗ. После утверждения кондиций подсчитывают запасы руды Разведанные запасы руд по их народнохозяйственному зна­чению разделяются на балансовые и забалансовые, которые

подсчитывают и учитывают раздельно.

Балансовыми называют запасы, использование которых экономически целесообразно при имеющейся или вновь создаваемой прогрессивной технологии и технике добычи и переработки сырья.

Забалансовыми называют запасы, использование которых в ближайшее время экономически нецелесообразно или тех» чески невозможно.

Месторождение считается подготовленным к промышленному освоению, если:

запасы полезных ископаемых утверждены Государственной комиссией по запасам (ГКЗ) при Совете Министров ССС;

природные условия месторождения изучены с достоверностью позволяющей составить проект его разработки;

данные о составе и технологических свойствах руд изучены достаточно для проектирования технологии их переработки

комплексным извлечением всех полезных компонентов, имеющих промышленное значение.
Вопросы для проверки

1. Чем отличаются балансовые запасы от забалансовых?

2. При каких условиях месторождение считается подготовленным к промышленному освоению?
2.5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРОВАНИИ ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКОВ
В нашей стране все рудники строятся только по утвержден­ным проектам. Проектирование рудников осуществляют про­ектные организации. Они специализированы по отраслевому и территориальному признакам.

Разработка проекта подземного рудника — трудная и от­ветственная задача. Трудная потому, что рудные месторожде­ния являются сложными природными объектами, условия их разработки, качество и распределение полезных компонентов разведкой выявляются недостаточно достоверно и должны уточняться в процессе эксплуатации. Ответственность задачи проектирования заключается в том, что на строительство руд­ников затрачиваются десятки и сотни миллионов рублей, а существуют они десятки лет, поэтому проект должен быть сос­тавлен таким образом, чтобы решения, принятые в нем, отве­чали уровню развития техники и технологии будущего.

В связи с этим партия и правительство уделяют большое внимание совершенствованию проектных работ, повышению их качества и сокращению сроков проектирования.

Проектирование подземного рудника начинают после ут­верждения запасов месторождения и принятия правительствен­ного решения (плана) о его промышленном освоении.

Порядок проектирования следующий. После принятия Решения о строительстве рудника разрабатывают задание на проектирование при участии заказчика проекта, организации--разработчика и отраслевого министерства. В задании на проектирование определяют сущность основных технических решений и главные технико-экономические показатели проекта.

Одновременно с разработкой задания на проектирован специальная комиссия выбирает площадку для строительства рудника. При выборе площадки учитывают земельное законодательство, закон об охране недр и существующие генеральные планы застройки. Кроме того, необходимо, чтобы строительство на этой площадке было связано с минимальны затратами и нанесло наименьший ущерб окружающей среде.

Затем начинают работу над проектом. Для большинства рудных месторождений проектирование осуществляют в две стадии. На первой стадии разрабатывают проект, в котором содержатся необходимые принципиальные решения по технологии, механизации и организации добычи руды, строительству рудника, составляют сметы и определяют стоимость, сроки строительства, ввода рудника в эксплуатацию и выхода проектную производительность в соответствии с имеющими нормативами.

Проект проходит экспертизу и утверждается министерство после чего открывается финансирование строительства которое может быть начато в соответствии с утвержденным проектом.

На второй стадии проектирования разрабатывается раб чая документация, в соответствии с которой выполняют конкретные строительные и монтажные работы.

В проектировании рудников участвуют тысячи специалистов, производящие многочисленные и трудоемкие расчеты Поэтому для повышения эффективности проектно-конструкторских работ необходимо применение электронно-вьгчислительной техники, которая позволит удешевить проектирование и сократить его сроки. Кроме того, при использовании Э можно значительно увеличить число сравниваемых вариант технических решений, точность их сравнения и тем самым повысить качество проектов.
3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

3 1 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

К РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Технология разработки должна обеспечивать, с одной сто­роны, рациональное использование недр и охрану окружающей среды а с другой - наилучшие технико-экономические показа­тели добычи (минимальные затраты и максимальную произ­водительность труда) при обеспечении охраны жизни и здо­ровья горняков и населения.

Рациональному использованию недр и охране окру­жающей среды в нашей стране уделяется огромное внимание. Требование к разработке месторождений с этой точки зрения определены Конституцией СССР и "Основами законодательства Союза ССР и союзных республик о недрах" (1975 г.). Они пре­дусматривают:

комплексное и наиболее полное использование минеральных ресурсов, т. е. разработку месторождения с минимальными потерями руды, извлечение из руды всех полезных компонен­тов, использование пустых пород и других отходов горного производства для нужд строительства и других отраслей (безот­ходное производство); сохранение забалансовых запасов для разработки в будущем; охрану атмосферного воздуха, источников водоснабжения от загрязнения отходами или продукцией горного производства; сохранение или восстановление после завершения разработки месторождения (рекультивацию) сельскохозяйственных угодий и лесов;

сохранение памятников природы, истории и культуры от раз­рушения;

использование подземных полостей для размещения в них вредных отходов производства, парникового хозяйства, емкос­тей для хранения горючего, воды и т. п.

Для получения наилучших технико-экономических пока­зателей разработка месторождений должна удовлетворять следующим требованиям:

выполнение производственной программы по количеству и качеству добываемого сырья; обеспечение стабильности (пос­тоянства) качества добываемого сырья;

минимальные затраты на добычу и максимальная производительность труда, что обеспечивается комплексной механиза­цией всех производственных процессов и максимальной сте­пенью их автоматизации (включая управление производством), использованием новейших достижений науки и техники.

Охрана жизни и здоровья горняков и населения обеспе­чивается как природоохранительными мероприятиями, так и строгим соблюдением техники безопасности.

Необходимо подчеркнуть, что стремление к наименьшим затратам на добычу руды не должно идти в ущерб здоровью человека и природе, а также рациональному использованию недр.

Вопрос для проверки

Перечислите основные требования к разработке месторождений.

3.2. ГОРНО-РУДНЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

Промышленные предприятия, предназначенные для разра­ботки рудных месторождений и во многих случаях для перера­ботки добываемого рудного сырья называются горнорудными.

Горное предприятие по подземной добыче руды называется шахтной или рудником. Рудник включает в себя несколько шахт. Если в состав предприятия входят, помимо шахт и иногда карьеров, обогатительные фабрики, то его называют горно-обо­гатительным комбинатом (ГОК), а при наличии еще и метал­лургического завода — горно-металлургическим комбинатом (ГМК).

Горное предприятие по подземной разработке россыпных, главным образом золотоносных, месторождений часто называют прииском.

Крупномасштабное месторождение, предназначенное для от работки, делят на части. Часть месторождения, разрабатывае­мая одной шахтой или рудником, называется шахтным или рудничным полем. Размеры шахтных полей колеблются от сотен метров до нескольких километров.

Часть недр, включая рудные залежи в пределах шахтного (рудничного) поля и вмещающие их породы, предоставленная руднику для ведения горных работ, называется горным oотводом. Горный отвод предоставляется предприятию республиканским Госгортехнадзором по горноотводному акту.

Земельный участок, предоставляемый горному предприятию для разработки месторождения и строительства необходимых для этого зданий, сооружений и коммуникаций, называется земельным отводом. Он оформляется государственным

том на право пользования землей, который выдается испол­нительными комитетами районных или городских Советов народных депутатов.

Горное предприятие в лице своего руководства несет полную ответственность за рациональное и комплексное использование недр в пределах горного отвода и за сохранение или рекульти­вацию (восстановление) земель в пределах земельного отвода.

  1. Чем отличается рудник от шахты?

  2. В чем разница между предоставляемыми руднику горным и мольным отводами?

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации