Месторождений полезных ископаемых. Перспективы освоения и открытия новых месторождений полезных ископаемых

В ходе добычи и переработки полезных ископаемых происходит большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. Вследствие этого оказывается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое воздействие влечет за собой негативные последствия.

Масштабы добычи полезных ископаемых велики – в расчете на одного жителя Земли в год добывается до 20 тонн сырья, из которых менее 10% переходит в конечный продукт, а остальные 90% – отходы. Кроме того при добыче происходит значительная потеря сырья примерно 30 – 50%, что говорит о неэкономности некоторых видов добычи, особенно открытого способа.

Россия является страной с широко развитой добывающей отраслью, имеет месторождения основных сырьевых ресурсов. Вопросы негативного влияния добычи и переработки сырья очень актуальны, поскольку эти процессы затрагивают все сферы Земли:

• литосферу;
• атмосферу:
• воду;
• животный мир.

Влияние на литосферу

Любой способ добычи предусматривает выемку руды из земной коры, что приводит к образованию полостей и пустот, нарушается целостность коры, увеличивается трещиноватость.

В результате этого растет вероятность обвалов, оползней, разломов близлежащей к руднику территории. Создаются антропогенные формы рельефа:

• карьеры;
• отвалы;
• терриконы;
• овраги.

Такие атипичные формы имеют большие размеры, высота может достигать 300 м, а протяженность 50 км. Насыпи образуются из отходов переработанного сырья, на них не растут деревья и растения – это просто километры непригодной территории.

В ходе добычи каменной соли, при обогащении сырья, образуются галитовые отходы (на одну тонну соли приходится три–четыре тонны отходов), они твердые и нерастворимые, а дождевые воды переносят их в реки, которые часто используются для обеспечения питьевой водой населения близлежащих городов.

Решить экологические проблемы, связанные с возникновением пустот, можно путем заполнения отходами и переработанным сырьём оврагов и выемок в земной коре, образованных в результате добычи. Также необходимо совершенствовать технологию добычи, чтобы сокращать выемку пустой породы, это может в значительной мере уменьшить количество отходов.

Многие породы содержат несколько видов полезных ископаемых, поэтому возможно совмещать добычу и переработку всех компонентов руды. Это не только экономически выгодно, но и благоприятно повлияет на окружающую среду.

Еще одним негативным последствием, связанным с добычей полезных ископаемых является загрязнение ими близлежащих сельскохозяйственных почв. Это происходит во время транспортировки. Пыль разлетается на многие километры и оседает на поверхности почвы, на растениях и деревьях.

Многие вещества могут выделять токсины, которые затем попадают в пищу животным и человеку, отравляя организм изнутри. Часто вокруг магнезитовых месторождений, которые активно разрабатываются, наблюдается пустошь в радиусе до 40 км, почва меняет щелочно-кислотный баланс, и растения перестают расти, а близлежащие леса погибают.

В качестве решения этой проблемы экологи предлагают размещать перерабатывающие сырье предприятия вблизи места добычи, это также позволит сократить транспортные расходы. Например, располагать электростанции вблизи угольных месторождений.

Ну и, наконец, добыча сырья значительно истощает земную кору, с каждым годом уменьшаются запасы веществ, руды становятся менее насыщенными, это способствует большим объемам добычи и переработки. Как следствие – рост объемов отходов. Решением этих проблем может стать поиск искусственных заменителей природных веществ и их экономное потребление.

Добыча соли шахтным способом

Влияние на атмосферу

Колоссальные экологические проблемы оказывает добыча полезных ископаемых на атмосферу. В результате процессов первичной обработки добытых руд в воздух выбрасываются большие объёмы:

• метана,
• оксидов
• тяжелых металлов,
• серы,
• углерода.

Созданные искусственные терриконы постоянно горят, выбрасывая в атмосферу вредные вещества – угарный газ, углекислый газ, сернистый газ. Такое загрязнение атмосферы приводит к увеличению уровня радиации, изменению температурных показателей и увеличение или уменьшения осадков.

Во время добычи в воздух попадает большое количество пыли. Ежедневно на прилегающие к карьерам территории падает до двух килограмм пыли, в итоге почва остается погребенной под полуметровым слоем на долгие годы, а часто навсегда, и, естественно, теряет свое плодородие.

Решением данной проблемы является использование современного оборудования, снижающего уровень выбросов вредных веществ, а также использование шахтного способа добычи вместо открытого.

Влияние на водную среду

В результате добычи природного сырья сильно истощаются водоемы как подземные, так и поверхностные, осушаются болота. При добыче угля осуществляется откачка подземных вод, которые располагаются вблизи месторождения. На каждую тонну угля приходится до 20 м 3 пластовых вод, а при добыче железных руд – до 8 м 3 воды. Откачка вод создает такие экологические проблемы, как:

Кроме нефтяных пятен на поверхности воды, есть и другие угрозы для озер и рек

• образование депрессионных воронок;
• исчезновение родников;
• высыхание малых рек;
• исчезновение ручьев.

Поверхностные воды страдают от загрязнений в результате осуществления процесса добычи и переработки ископаемого сырья. Так же как и в атмосферу, в воду попадает большое количество солей, металлов, токсических веществ, отходов.

В результате этого гибнут микроорганизмы, живущие в водоемах, рыба и прочая живность, человек использует загрязненную воду не только для своих хозяйственных нужд, но и в пищу. Предотвратить экологические проблемы, связанные с загрязнением гидросферы можно путем сокращения сбросов сточных вод, уменьшения расходов воды при добыче продукции, заполнением образованных пустот водой.

Этого можно добиться, совершенствуя процесс добычи сырья, использованием новых разработок в области машиностроения для добывающей отрасли.

Влияние на животный и растительный мир

Во время активной разработки крупных месторождений сырья радиус загрязнений близлежащих почв может составлять 40 км. Почва подвержена различным химическим изменениям, в зависимости от вредности перерабатываемых веществ. Если в землю попадает большое количество токсических веществ, на ней гибнут и не растут деревья, кустарники и даже трава.

Следовательно, нет пищи для животных, они либо гибнут, либо ищут новые места для обитания, происходит миграция целых популяций. Решением этих проблем должно быть снижение уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, а также компенсационные меры по восстановлению и очищению загрязненных территорий. К компенсационным мерам относится удобрение почв, высадка лесов, организация пастбищ.

При разработке новых месторождений, когда снимается верхний слой грунта – плодородный чернозем, его можно транспортировать и распределять на бедных, истощенных местах, вблизи уже неактивных рудников.

Видео: Загрязнение окружающей среды

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка месторождений полезных ископаемых

(Часть I ) (для ЭГ и МТ)

Введение

1. Горно-геологические условия залегания МПИ

1.1 Краткая характеристика угольных месторождений

1.2 Краткая характеристика рудных месторождений

1.3 Способы разработки МПИ

1.4 Основные принципы подземной разработки месторождений

2. Горные предприятия. Запасы и потери ПИ

3. Основные параметры горных предприятий

3.1 Производственная мощность и срок службы шахты

3.2 Стадии разработки шахтных полей

4. Способы подготовки шахтных полей

5. Вскрытие шахтных полей

5.1. Классификация. Требования к оптимальному способу вскрытия.

5.2 Взаимное расположение шахтных стволов в ш.п.

6. Вскрытие пологих пластов

6.1 Вскрытие пологих пластов наклонными стволами

6.1.1 Достоинства вскрытия наклонными стволами

6.2 Вскрытие пологих пластов вертикальными стволами и квершлагами

6.3 Вскрытие пологих пластов вертикальными стволами и гезенками

7. Вскрытие крутых и крутонаклонных пластов

8. Вскрытие штольней

9. Комбинированные способы вскрытия

10. Вскрытие шахтных полей на больших глубинах

10.1 Вскрытие вертикальными стволами и горизонтными квершлагами

11. Околоствольные дворы. Поверхностный комплекс шахты

12. Системы разработки пластовых месторождений. Классификация систем разработки. Факторы. влияющие на выбор системы разработки

12.1 Понятия "очистные работы" и "система разработки месторождения"

12.2 Факторы влияющие на выбор систем разработки

12.3 Классификация систем разработки

13. Сплошные системы разработки

14. Подземная разработка рудных месторождений

14.1 Основные особенности разработки рудных месторождений

14.1.1 Характеристика рудных месторождений

14.1.2 Вскрытие и подготовка рудных месторождений

14.1.3 Вскрытие рудных месторождений

14.1.4 Подготовка рудных месторождений

14.2 Основные производственные показатели при отработке рудных месторождений

14.2.1 Вторичное дробление руды

14.2.2 Доставка

14.2.3 Управление горным давлением

15. Системы разработки рудных месторождений

15.1 Классификация систем разработки

15.2 Системы разработки с открытым очистным пространством.(I класс)

16. Разработка месторождений оtkpытыm способом

16.1 Общие сведения о PMOС. Достоинства и недостатки

16.2 Вскрышные и добычные работы

16.2.1 Добычные работы. - работы по извлечению ПИ после проведения по ПИ разрезной траншеи

16.2.2 Системы PMОC и их элементы

17. Системы разработки с поперечным перемещением, вскрышных пород во внутренние отвалы

Введение

Для повышения эффективности производства работники угольной отрасли сосредотачивают свои усилия на трех главных направлениях:

Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов, которые создают предпосылки для выемки угля без постоянного присутствия людей в очистном забое, облегчают и улучшают условия труда, способствуют повышению производительности труда;

Опережающее развитие добычи угля открытым способом, главным образом на Востоке страны;

Повышение производительности труда на основе широкого внедрения в производство достижений науки и техники, прогрессивной технологии, передового опыта, научной организации труда, развертывания социалистического соревнования, поиска и максимального использования резервов, а также систематического повышения общеобразовательного уровня и профессионального мастерства рабочих. В соответствии с программой курса рассматриваются вопросы разработки пластовых месторождений подземным способами во всем их многообразии - вскрытие, подготовка, системы разработки и технология очистных работ (Дается программа).

1. Горно-геологические условия залегания месторождений полезных иск о паемых

Полезными ископаемыми называют природные минеральные вещества, которые добываются из недр земли для использования в народном хозяйстве.

Существуют различные классификации полезных ископаемых: по назначению, по генезису и т.п. По промышленному назначению их можно разделить на руды металлов (и металлы), топливо и нерудные месторождения.

Месторождение - это естественное скопление полезного ископаемого в земной коре.

Большое значение для разработки имеет форма месторождения. В зависимости от формы различают пластовые месторождения, жилы, штоки, гнезда и т.д. Из числа пластовых месторождений наибольшее распространение имеют угольные. Нередко они имеют значительное распространение по площади.

Угленосным районом называется часть бассейна, объединенная тектоническими особенностями и качеством углей, а иногда административно-хозяйственными особенностями.

Бассейн - это площадь непрерывного залегания угленосных отложений.

Границы месторождения определяются условиями залегания ПИ. При негоризонтальном залегании границами угольных месторождений могут быть: по восстанию - выход пластов под наносы, по падению - границы разведанности, по простиранию - выклинивания пласта, крупные геологические нарушения и т.д.

Месторождение называется промышленным, если целесообразность его разработки обоснована экономически и имеет народнохозяйственное значение в настоящее время или в будущем. В противном случае оно не промышленное.

Крупные месторождения обычно разрабатываются несколькими шахтами.

1.1 Краткая характ еристика угольных месторождений

Численность занятого в отрасли персонала составляет 328 тыс. человек. При этом с 1994 по 2001 г.г. были уволены около 107,6 тысячи работников. Сегодня действуют 113 шахт и 128 разрезов, а также 40 обогатительных предприятий.

Донбасс - наиболее развит и поставляет 1/3 добываемых в СНГ углей. Там имеются угли всех марок, необходимых для промышленности. В бассейне залегает около 150 пластов с мощностью от 0,5 до 2,0 м, разрабатываемых на глубине 300-1200 м. Газоносность пластов высокая, в отдельных районах Донбасса пласты подвержены внезапным выбросам угля и газа. Вмещающие породы средней и ниже средней крепости. Водоносность незначительная. Залегание пластов от пологого до крутого.

Кузбасс - самые большие запасы углей всех марок и высокого качества. По добыче на II месте после Донбасса. Мощность пластов 1-I6 м. углы падения разные. Боковые породы крепкие и средней крепости. Разработка ведется как подземным, так и открытым способами. Глубина шахт 300-500 м. Угли в основном идут на удовлетворение потребностей Урала и Сибири.

Карагандинский угольный бассейн - Ш место по добыче. По горно-геологическим условиям разработки сходен с Донбассом. Но здесь преобладают пологие пласты (до 18°) m = 2-8 м. Глубина разработки до 500 м. Значительная часть углей пригодна для коксования и направляется на Урал и предприятия Казахстана.

Печорский бассейн расположен на севере европейской части России и характерен пластами средней мощности m =1,2-3,5 м высококачественного коксующегося угля. Уголь идет в основном на удовлетворение нужд промышленности северных районов.

Подмосковный бассейн - горизонтально залегающие пласты, сильно обводнены, вмещающие породы ниже средней устойчивости, m -I.5-3,5, H 5-100 м.

Львовско -Волынский бассейн - такие же пласты, что и в Подмосковье, m 0,7-1,5 м, Н = 300 м.

Оба бассейна имеют местное значение, их уголь идет на удовлетворение нужд прилегающих районов.

На Урале - Кизеловский угольный бассейн - различные, m =0,7-4 м, кокcующийся уголь, сильно обводненные пласты. Запасы кончаются. Практически закрыт.

Челябинский бассейн - бурые угли для энергетических целей, мощные пологие пласты. Вмещающие породы ниже средней устойчивости.

В Средней Азии ряд месторождений с мощными пластами разрабатываются для нужд энергетики. Экибастузское месторождение в Казахстане m до 140 м.

Дальний Восток (Буреинское, Сучанское, Артемовское и О.Сахалин), эти месторождения эксплуатируются для удовлетворения нужд промышленности Восточных районов.

В связи со строительством БАМа большое развитие получает добыча угля в Южно-Якутском и Канско-Ачинском бассейнах.

Большие запасы угля, в т.ч. и для коксования сосредоточены в еще не освоенных Тунгусском, Таймырском и Ленском бассейнах.

1. 2 Краткая хара ктеристика рудных месторождений

Рудные месторождения, в отличие от угольных, характеризуются большим многообразием форм залегания. Они делятся на пластовые и пластообразные, жильные, и ма с сивные.

Из отечественных рудных месторождений к типичным пластовым можно отнести Джезказганское медное, Миргалимсайское свинцовое, Никополь-Марганцевое и Чиатурское месторождения. Типичными пластообразными рудными телами представлено большинство месторождений Криворожского бассейна.

Жильные месторождения имеют мощность от 10-20 см до 2-5 м. Угол падения и мощность жильных месторождений могут резко меняться даже в пределах одного рудного тела.

Наиболее крупными рудниками, разрабатывающими жильные месторождения, являются золотые рудники Магаданской области, Якутской АССР, оловянные рудники Приморья, полиметаллические рудники Северного Кавказа, золотые, оловянные и вольфрамо-молибденовые рудники Забайкалья.

Массивные месторождения имеют мощность более 5 м. Эти месторождения иногда имеют форму правильных линз и столбов, но часто их форма бывает очень сложной и неправильной и обычно такие месторождения не имеют четко выраженных границ с окружающими породами. К массивным относятся некоторые месторождения (железорудные) Кривого Рога, Урала и Горной Шории, меднорудные месторождения Урала, полиметаллические - Алтая, молибденовые - Северного Кавказа.

Рудные, как и угольные месторождения, могут быть простыми и сло ж ными.

Простые представлены одним пластом или одним рудным телом.

Сложные - свита пластов, жил или параллельных залежей и т.д.

1.3 Способы разработки МПИ

Способ разработки - это совокупность всех производственных процессов, осуществляемых на данном горном предприятии.

При каждом способе разработки, в зависимости от конкретных геологических условий и уровня развития механизации горных работ, наибольшая эффективность добычи достигается применением наиболее оптимальных способов вскрытия, подготовки и систем разработки.

1.4 Основные принципы под земной разработки месторождений

При подземной разработке необходимо выполнять следующие специфические для нее принципы:

1. Минимальное распространение процессов деформаций и разрушений в породах, покрывающих и подстилающих толщ.

2. Ведение горных работ всегда под "свежей кровлей" - "золотое правило" подземной разработки.

3. Планомерное управление обрушением вмещающих пород (управление кровлей).

4. Предупреждение аварий:

а) прорывов воды, газов, нефти из подземных и поверхностных источников и старых выработок;

б) взрывов газа и пыли;

в) горных ударов и внезапных выбросов;

г) эндогенных пожаров и т.д.

5. Минимальное разубоживание ПИ.

6. Обеспечение безопасности труда и создание необходимых санитарно-гигиенических условий (профилактика проф.вредностей, обеспечение нормальной температуры, влажности, запыленности и т.д.).

Выполнение этих принципов подземной разработки, для конкретных геологических условий и конкретных комплексов природных процессов в данном горном массиве, требует в первую очередь применения соответствующих систем разработки и способов управления горным давлением, а точнее: выбора правильных способов управления физическими процессами в данных конкретных условиях.

2. Горные предприятия. Запасы и потери полезного ископаемого

2.1 Горные предприятия

Горное предприятие - это промышленное предприятие, на котором ведется разработка месторождений полезных ископаемых.

Горное предприятие, предназначенное для добывания угля (или сланца) подземным способом, называют шахтой. В понятие шахты как самостоятельной производственно-хозяйственной единицы включаются наземные сооружения и совокупность подземных горных выработок.

Несколько шахт, имеющих единый технологический комплекс на поверхности для приема, переработки и отправки угля, образуют рудник.

По относительной метанообильности, т.е. по выделению метана на I т среднесуточной добычи шахты делятся на 5 категорий:

Сверхкатегорные - -"- 15 м 3 /т и более

Имеются шахты, опасные по внезапным выбросам угля и газа;

шахты с выбросами породы.

Имеются и негазовые шахты, а также шахты» в которых выделяется углекислый газ (например. Подмосковный бассейн).

В зависимости от размеров месторождения для его разработки может быть построено несколько шахт. В этом случае месторождение делят на части.

Часть месторождения, отведенная для разработки одной шахты, называется шах т ным полем.

Между соседними шахтными полями обычно оставляют барьерные целики. Они предохраняют горные работы от прорыва воды и газов из отработанной шахты.

Границами шахтного поля являются ограничивающие его вертикальные и горизонтальные поверхности. В случае негоризонтального залегания пластов обычно различают границы ш.п. по восстанию (верхняя граница) по падению (нижняя граница) и по простиранию (боковые границы).

1 - линия выклинивания (граница месторождения по простираний)

2 - сброс (граница по простиранию)

3 - техническая граница месторождения по восстанию

4 - граница разведанности (граница по падению)

5 - барьерные целики

При разделении месторождения на шахтные поля им по возможности придают форму прямоугольникам, вытянутого по простиранию. В этом случае размеры шахтного поля определяются на основании технико-экономических расчетов»

При невыдержанных элементах залегания и наличии крупных нарушений, при необходимости оставлять целики под водоемами и сооружениями шахтные поля могут иметь самую различную конфигурацию.

Шахтное поле имеет 2 размера:

S - длину по простиранию - 6-10 до 12-20 км;

H - длину по падению - 4-5 км.

На чертежах и маркшейдерских планах шахтные поля со всеми расположенными в их пределах выработками изображают при пологом и наклонном падении пластов как проекции на горизонтальную плоскость, а при крутом падении - только на вертикальную плоскость.

Кроме этих проекций дается разрез шахтного поля вкрест простирания пластов. Пласты угля здесь наносят с соблюдением их истинного угла падения.

Часть шахтного поля, расположенная по одну сторону от главного ствола, называется крылом шахты. В зависимости от места заложения ствола шахтные поля могут быть двукрылыми и однокрылыми.

2.2. Запасы и потери угля

Запасами называют полное количество полезного ископаемого в данном месторождении или его отдельных частях. В зависимости от мощности и условий залегания пласта, а также качества угля различают балансовые и забалансовые запасы полезного ископаемого

Балансовые - по качеству ПИ удовлетворяют требованиям (кондициям) их промышленного использования и при современном уровне техники и экономики пригодны для добывания.

Забалансовые - не удовлетворяют этим требованиям и поэтому их использование в настоящее время нецелесообразно. Но их можно рассматривать как объект промышленного освоения в дальнейшем с развитием и совершенствованием техники добычи, обогащения и использования.

При разработке месторождения, отработке шахтного поля не все балансовые запасы могут быть выданы на поверхность. Часть из них остается в недрах и составляет потери. Та часть балансовых запасов, которая может быть выдана на поверхность за вычетом потерь называется промышленными запасами.

Потери полезного ископаемого принято разделять на 3 группы;

I. Общешахтные.

2. Связанные с геологическими нарушениями.

3. Эксплуатационные.

Или на 2 группы - по площади и по мощности.

1. Общешахтные потери - в охранных целиках под зданиями и сооружениями, водоемами и другими поверхностными сооружениями, а также, в барьерных целиках, предназначенных для отделения шахтных полей и некоторых их участков друг от друга. Размеры этих потерь не связаны с применяемой системой разработки.

Потери угля в барьерных целиках. Эти целики работают на сжатие под влиянием веса пород покрывающей толщи и на сдвиг под влиянием напора воды, скопившейся в старых выработках. Их размеры можно посчитать по методу, предложенному В.Д.Слесаревым или с помощью эмпирических формул.

Эти потери нецелесообразно включать в потери одной из шахт.

Потери угля в охранных целиках. Эти целики оставляются под поверхностными сооружениями, водоемами и т.д. Их размеры определяются на основании правил охраны сооружений от вредного влияния горных работ. Ориентированно размеры этих потерь можно принимать 0,5-2% при пологих пластах и I,5--4% при крутых от балансовых запасов.

2. Потери, связанные с геологическими нарушениями определяются характером и числом нарушений, их ориентированием в шахтном поле, глубиной разработки и т.д.

3. Эксплуатационные потери. Они связаны с применением систем разработки и технологией очистных работ. К этим потерям относятся: невын и маемые части целиков у подготовительных выработок, в очистном пространстве и на границах выемочных участков (их называют потерями по площади). Определяются они расчетом после определения размеров целиков; пачки угля , оставляемые в почве или кровле, или между слоями угля (потери по мощности зависят от строения пласта и технологии работ).

К эксплуатационным относятся и потери от неправильного ведения горных работ (целики вследствие завалов и т.д.), от подземных пожаров, выбросов, а также потери при транспортировании, погрузке и перегрузке ПИ (принимаются около 0,5% от балансовых запасов).

Часть балансовых запасов, которые могут быть выданы на поверхность при разработке шахтного поля называются промышленными запасами. Они равны балансовым за вычетом потерь.

Количество ПИ, добываемого из месторождения, оценивается коэфф и циентом извлечения, который показывает какую часть балансовых запасов добывают, т.е. выдают на поверхность.

При ориентировочных расчетах с достаточной степенью точности этот коэффициент (С) можно принимать равным:

для тонких пластов - 0,92-0,90; для пластов средней мощности - 0,88-0,85; для мощных пологих пластов - 0,85-0,82; для мощных крутых пластов - 0,80-0,75. При известных размерах шахтного поля промышленные запасы можно ориентировочно подсчитать по формуле:

Q - промышленные запасы ш.п., т ;

S - размер ш.п. по простиранию, м ;

H - размер ш.п. по падению, м ;

m - мощность пласта, м ;

- средняя плотность угля, т/м 3 (1,2-1,6);

С - коэффициент извлечения.

Если в ш.п. несколько пластов, то запасы по ним суммируются.

3. Основн ые параметры горных предприятий

Основными параметрами шахт являются производственная мощность, срок службы и размеры шахтных полей. Эти параметры неразрывно связаны между собой. Их нужно тщательно определять, так как они во многом определяют всю экономику угледобычи.

3.1 Производственная мощность и срок службы шахты

Производственная мощность шахты (А) - это количество ПИ в тоннах, добываемого в единицу времени (сутки, год), при полном использовании производственного оборудования и фронта очистных работ.

Срок службы (Т) - время в годах, в течение которого будут выниматься промышленные запасы.

Между этими параметрами существует зависимость:

3. 2 Стадии разработки шахтных полей

Чтобы приступить к добыче ПИ необходимо произвести вскрытие и подготовку шахтного поля.

Вскрытие ш.п. - обеспечение доступа с поверхности земли к месторождению путем проведения горных выработок, с целью создания условий для подготовки и отработки запасов ПИ.

Главная цель вскрытия - создание транспортных связей между очистными забоями и пунктами приема ПИ на поверхности, обеспечение условий для безопасного перемещения людей и создание комфортных условий на рабочем месте.

Вскрывающие выработки делятся на главные, имеющие выход на земную поверхность (стволы, штольни) и вспомогательные, не имеющие выхода на земную поверхность (квершлаги, гезенки и т.д.).

Подготовка ш.п. - это определенный порядок проведения подготовительных выработок после вскрытия ш.п., обеспечивающий ведение очистной выемки.

Очистная выемка - комплекс работ по извлечению (добыче) ПИ из очистного забоя. Фронт очистных работ перемещается, сокращается. Для его воспроизводства необходима непрерывная подготовка -проведение подготовительных и нарезных работ.

Совокупность работ по вскрытию, подготовке и очистной выемке и есть разработка месторождений ПИ. В соответствии с "Основами законодательства РФ" при разработке месторождений полезных ископаемых должно быть обеспечено:

1) применение рациональных и эффективных методов добычи, недопущение сверхнормативных потерь;

2) доразведка месторождения;

3) учет состояния и движения запасов;

4) недопущение порчи соседних месторождений и сохранение консервируемых запасов;

5) сохранение и учет добываемых и не используемых ПИ, а также отходов, содержащих полезные компоненты;

6) безопасность рабочих шахты и населения, охрана недр и окружающей среды, зданий.

4. С пособы подготовки шахтных полей

Для удобства разработки ш.п., как правило, делится на более мелкие части. Так, например, при разработке пологих пластов ш.п. по падений делится на две, три и даже четыре примерно равные части (ступени или горизонты). Размеры этих частей не превышают 1000-1200 м. Границей между горизонтами является главный откаточный штрек и верхняя или нижняя граница ш.п.

Часть ш.п., расположенная выше главного откаточного штрека, обслуживается бремсбергом и называется бремсберговым полем, а расположенная ниже главного откаточного штрека - уклонным полем. Чаще всего каждый из горизонтов, в зависимости от геологических, технических и экономических факторов, делят на этажи, блоки или столбы по падению (восстанию) пласта. В зависимости от этого различают два основных способа подготовки ш.п.: этажный и панельный и, как их разновидности, блоковый и погоризон т ный.

5. Вскрытие шахтных полей

5.1 Классификация. Требования к оптимальному способу вскр ы тия

Многообразные способы вскрытия пластовых месторождений классифицируются по различным признакам:

По типу основных вскрывающих выработок;

По ориентированию основных вскрывающих выработок в пространстве;

По типу и расположению вспомогательных вскрывающих выработок;

По числу подъемных горизонтов и т.д.

При вскрытии свиты пластов применяются раздельные (каждый пласт вскрывается отдельно), со в местные и комбинированные способы вскрытия.

По условиям залегания различают способы вскрытия горизонтальных, пологих, крутых, наклонных пластов и пластов с изменяющимися углами падения.

По типу основных вскрывающих выработок различают:

Вскрытие штольнями,

Вскрытие стволами,

Комбинированные.

Способы вскрытия стволами делятся на три группы:

Вертикальными стволами,

Наклонными стволами,

Комбинированные.

Широко применяются на практике классификация способов вскрытия по сочетанию основных и вспомогательных вскрывающих выработок. К вспомогательным относятся квершлаги, гезенки, иногда слепые стволы.

Гезенки применяются при горизонтальном и весьма пологом залегании пласта, а с увеличением угла падения они заменяются квершлагами.

По числу горизонтов, с которых ведется подъем ПИ, различают одногоризонтные и многогоризонтные способы вскрытия.

На выбор оптимального способа вскрытия влияют горно-геологические и горнотехнические факторы.

Горно-геологические: число пластов в свите, углы падения пластов и их изменения, свойства и мощность вмещающих пород, мощность наносов, водоносные горизонты и плывуны, тектоника! месторождения, газоносность пластов, глубина залегания, рельеф местности и т.д.

Горнотехнические: уровень развития горной техники, размеры т.п., производственная мощность и срок службы шахты и т.д.

Требования к оптимальному способу вскрытия для конкретных условий:

Минимальные капитальные вложения на вскрытие месторождения,

Минимальные эксплуатационные расходы (подъем, транспорт, поддержание выработок, водоотлив, проветривание),

Минимальный срок ввода, шахты в эксплуатацию,

Оптимальные технические решения (однотипность транспорта, эффективное и надежное проветривание, максимальная концентрация горных работ),

Максимальное извлечение ПИ.

5.2 Взаимное расположение стволов в шахтном поле

Правильный выбор места заложения стволов в ш.п. является одним из основных факторов, т.к. от этого зависят суммарная длина главных выработок (стоимость их проведения и поддержания), расходы на транспорт груза и проветривание выработок, потери ПИ в охранных целиках около стволов.

Место заложения стволов определяется принятым способом. вскрытия и корректируется в соответствии с рельефом местности, свойствами пересекаемых пород, наличием старых горных выработок и геологических нарушений.

Главный ствол (воздухоподающий) может быть расположен у верхней границы ш.п., у нижней границы или в любом другом месте по падению пласта, например, в центре ш.п.

Шахтное поле делится на две равные части - бремсберговую и уклонную.

И по простиранию расположение главного ствола целесообразнее в центре ш.п., т.е. два равных крыла.

Взаимное расположение главного и вспомогательного ствола может быть:

а) центральное (центрально-сдвоенное),

б) центрально-отнесенное,

в) фланговое (диагональное),

г) комбинированное,

д) секционное (блоковое).

Комбинированное и секционное расположение главного и вспомогательного стволов сочетает в себе преимущества центрально-сдвоенного, центрально-отнесенного и флангового и применяются при строительстве современных крупных шахт.

Первые: три - основные - рассмотрим подробнее.

6. Вскрытие пологих пластов.

6.1 Вскрытие пологих пластов наклонными стволами

При вскрытии пласта, наклонными стволами с поверхности до нижней границы первого этажа по падению пласта примерно в центре ш.п. проходят три ствола - главный и два вспомогательных с расстоянием между ними не менее 30 м. Главный служит для подъема ПИ, один вспомогательный - для спусков грузов, другой - для спуска и подъема людей. Он оборудован: механическим подъемом и лестницами или сходнями с перилами. Три ствола - необходимость обеспечения высокой производительности шахты. На уровне границы годного угля (верхняя техническая граница) проходит вентиляционный этажный штрек, а у нижней границы этажа - откаточный этажный штрек. Между ними проводят разрезную печь и начинают очистную выемку.

Для обеспечения бесперебойной добычи угля во время отработки I этажа углубляют наклонные стволы и проводят этажный откаточный штрек. Откаточный этажный штрек I этажа служит вентиляционным для II этажа.

Для подъема ПИ по главному стволу чаще используются ленточные конвейеры, обеспечивающие полную конвейеризацию общешахтного транспорта. При углах падения, больших 18°, применяется рельсовый транспорт с использованием в качестве подъемных сосудов вагонеток или скипов. При современном техническом уровне одноступенчатый канатный подъев можно осуществить по длине наклонных стволов до 1000 м. При большей длине - многоступенчатый, что сложнее и менее выгодно.

Угольные пласты залегают, как правило, свитами, состоящими из нескольких пластов. Поэтому встает вопрос об их совместном рациональном, вскрытии, т.е. не проходить стволы по каждому из пластов, а найти способы их совместной подготовки и разработки.

Возможные способы вскрытия пологих пластов наклонными стволами:

наклонными стволами и этажными квершлагами, наклонными стволами и этажными скатами, наклонными стволами и капитальными квершлагами, наклонными стволами, пройденными под углом к линии простирания и капитальным квершлагом.

6.1. 1 Достоинства вскрытия наклонными стволами

Простота, малый объем горных работ и малая стоимость проходки стволов, малые сроки ввода шахты в эксплуатацию, небольшие капиталовложения; простота поверхностного комплекса: и околоствольных дворов и др.

Недостатки;

Большая длина стволов, большая стоимость их поддержания -особенно в неустойчивых породах (наносах), невысокая производительность канатного подъема, утечки воздуха через целики между главными выработками (стволами), трудность обслуживания транспорта по наклонным стволам и др.

Способы вскрытия наклонными стволами применяются:

При углах падения пласта до 18°- 20 при конвейерном транспорте;

При углах падения до 30 при ребристых лентах;

При мощности наносов 30~40м;

При отсутствии крупных геологических нарушений, резких изменений углов падения, при отсутствии плывунов в зоне проходки стволов.

6.2 Вскрытие пологих пластов вертикальными стволами и квершлагами

Рассмотрим два основных способа вскрытия:

Вертикальными стволами и капитальными квершлагами;

Вертикальными стволами и этажными квершлагами.

Главные вертикальные стволы проходятся до горизонта капитального квершлага 2. Квершлагом вскрывают остальные пласты, свиты. По каждому из пластов проходят бремсберги 3,4,5 (капитальные - при этажном способе подготовки, панельные - при панельном). Проветривание через общий шурф 6 и вентиляционный квершлаг 10, или с помощью шурфов на каждом пласте - 6.

К моменту окончания отработки бремсберговых полей готовят уклонные поля капитальными (панельными) уклонами ~ 7,8,9.

этот способ вскрытия широко распространен, но в современных условиях его рекомендуют для шахт с годовой мощностью около 1,8 млн.т в год, при суммарной мощности междупластий вскрываемой свиты до 250-300 м; при числе пластов 4-7 и сроке службы 50 -60 лет.

При большей угленосности и мощности междупластий рациональными могут оказаться другие способы (блоковый и т.д.).

От главных вертикальных стволов - I проходят капитальный 2, или панельный бремсберги. Остальные пласты свиты вскрываются этажными (ярусными) квершлагами 4 (вентиляционный), 3, 6, 8, 9, 10 Квершлаги 8, 9 и 10 проходят от уклона 7, который проходится на высоту одного этажа после отработки бремсбергового поля. Откаточный этажный квершлаг служит для нижележащего этажа - вентиляционным.

Этот способ экономически выгоден, когда затраты на проведение квершлагов 4,3,6,8 меньше затрат на проведение вместо них бремсбергов и уклонов, т.е. при меньшем междупластьи.

Достоинства способов вскрытия вертикальными стволами и квершл а гами:

Одногоризонтные способы вскрытия, в отличие от многогоризонтных, не требуют углубки стволов, установки новых подъемных машин и переоборудования поверхности при подготовке нового горизонта.

В связи с этим объем капиталовложений на действующей шахте значительно меньше, чем при многогоризонтных способах вскрытия..

Недостатки:

Необходимость углубки уклонов, что уменьшает их пропускную способность. Для обеспечения запланированной добычи приходится проходить фланговые уклоны.

По условиям подъема длина уклона ограничена, приходится проходить уклоны второй ступени, что ухудшает показатели работы транспорта, вентиляцию, увеличивается время передвижения людей к рабочим местам.

Для исключения этих недостатков длину ш.п. по падению уменьшают до 2000-2200 м. С развитием техники этот размер может быть увеличен.

6.3 Вскрытие пологих пластов вертикальными стволами.и гезе н ками

Вскрытие с применением квершлагов становится невыгодным

при весьма пологих пластах (= 3° - 8-9°), т.к. имеют место

квершлаги большой длины. В таких случаях применяют вместо квершлагов - гезенки.

Гезенки, как и квершлаги, могут быть капитальными, этажным и участковыми.

7. Вскрытие крутых и круто - наклонных пластов

В отличие от вскрытия пологих пластов, свиты крутых пластов вскрываются только многогоризонтными способами, центрально-сдвоенными стволами с поэтажной углубкой.

Главный ствол служит для подъема ПИ и проветривания и оборудуется одним или двумя скиповыми подъемами.

Второй (вспомогательный) ствол оборудуется двумя клетевыми подъемами - один для обеспечения рабочего горизонта, другой для подготовки следующего горизонта.

На крупных, особенно газоносных, шахтах может быть целесообразным осуществлять вскрытие тремя стволами. В этом случае третий ствол служит для проветривания и подготовки нового горизонта»

Основные способы вскрытия крутых пластов:

Вертикальными стволами и этажными квершлагами;

Вертикальными стволами и промежуточными: квершлагами.

8. Вскрытие штольней

Самый экономичный и простой способ вскрытия. Применяется в гори стой или сильнопересеченной местности. В зависимости от взаимного расп о ложения склона и пласта штольни проходят вкрест простирания, по прост и ранию или под углом к простиранию пласта. Штольни целесообразно расп о лагать так, чтобы большая часть ш.п. отрабатывалась без механического подъема ПИ и механического водоотлива. С другой стороны - устье штольни должно быть выше уровня паводковых вод за последние 40-50 лет. Склоны выше штольни не должны быть опасны по горным обвалам и снежным лавинам. По скл о нам оставляют охранные целики.

Место заложения устья штольни увязывают с условиями и подземного и поверхностного транспорта. Иногда с учетом всех этих факторов прих о дится идти на увеличение длины штольни. Штольни проходят с подъемом 0,001. У нас мало распространен этот способ, в США - широко.

9. К омбинированные способы вскрытия

Комбинированные способы вскрытия применяются на месторождениях с многочисленными пластами, имеющими сложные условия залегания: складчатость, сбросы, надвиги, перегибы, изменяющиеся углы падения и т.д.

Нередко комбинированные способы вскрытия оказываются более эффективными и при вскрытии в обычных условиях.

Эти способы представляют наиболее многочисленный класс, который разделяется на группы. Основными группами комбинированных способов вскрытия являются:

Вертикальными и наклонными стволами;

Штольнями и стволами;

Стволами (штольнями), капитальными и этажными квершлагами;

Стволами (штольнями), горизонтными квершлагами и гезенками или скатами;

Стволами (штольнями), горизонтными квершлагами и слепыми стволами;

Стволами, квершлагами, гезенками, слепыми стволами и т.д.

10. Вскрытие шах тных полей на, больших глубинах

10.1 Вскрытие вертикальными стволами и горизонтными квершлаг а ми

С увеличением глубины горных работ возрастают напряжения в горных породах, увеличивается газоносность угольных пластов, повышается температура пород, изменяются физико-механические свойства углей и пород. Все это усложняет условия проветривания, условия поддержания выработок, повышается опасность горных ударов и внезапных выбросов и т.д., т.е. усложняется эксплуатация глубоких шахт и способы вскрытия пластов на больших глубинах.

Строительство глубоких шахт требует больших капиталовложений и длительных сроков строительства. Это может окупаться только при закладке крупных шахт, т.е. при больших запасах и значительных размерах шахтных полей.

Ш.П., расположенные на больших глубинах, целесообразнее вскрывать вертикальными стволами и квершлагами. При этом одногоризонтные способы вскрытия становятся малоэффективными, т.к. капитальные бремсберги и уклоны приходится проходить значительной длины: (ступенчатый подъем), а их устойчивость хуже, чем квершлагов.

Этажные квершлаги при вскрытии пологих пластов также имеют чрезмерно большую длину, поддержание их становится невыгодным и, в связи с этим, возникает необходимость в частых углубках стволов.

Поэтому при глубоких шахтах во многих случаях более целесообразно принимать промежуточный вариант - вскрытие с горизонтными квершлаг а ми, т.е. с разделением ш.п. на горизонты. Наклонная высота горизонта принимается 800-1200 м. Одним горизонтным квершлагом целесообразно вскрывать 2-4 этажа. Каждый горизонт можно отрабатывать капитальными бремсбергами или капитальными бремсбергами и уклонами.

В некоторых случаях вскрытие этажей между горизонтами можно осуществлять гезенками или скатами.

Подготовка может быть полевой.

10.2 Блоковое вскрытие

Шахты большой производительной мощности (А=10-20 тыс. т/сутки) требуют максимальной произ водительности каждого очистного забоя, пласта и транспортной выработки, т.е. требуется высокая концентрация работ. Размеры ш.п. таких шахт составляют 12-16 км по простиранию и 3-4 км по п а дению и более.

Проветривание крупных шахт, из-за большой длины выработок и в ы сокой концентрации работ, усложняется, т.к. требуется проходить основные выработки больших сечений или проходить 2-3 выработки, что экономич е ски невыгодно. Рациональнее в таких условиях делить шахтное поле по пр о стиранию на отдельные участки по 2,0-2,5 км, т.е. на блоки . Способ вскр ы тия в этом случае называется блоковым.

11 . Околоствольные дворы. Поверхностный комплекс шахты

Околоствольный двор - это совокупность горных выработок, расположенных у ствола шахты. Эти выработки предназначены для соединения стволов шахты с главными откаточными и вентиляционными. выработками и для размещения технических и служебных пунктов общешахтных служб. К выработкам околоствольного двора; относятся откаточные выработки, служебные камеры и ходки.

Откаточные выработки предназначены для приема и отправления поездов. Служебные камеры - для размещения в них механических и электрических установок, хранения материалов, сбора шахтной воды и т.д.

Ходки соединяют откаточные выработки и камеры:.

1 1 .1 Типы околоствольных дворов

В зависимости от порядкам движения грузов и порожняка, т.е. от схемы путей различают несколько, типов околоствольных дворов (вагонетки с глухим кузовом):

Круговой (а), петлевой (б), тупиковый (в), челноковый (г).

Камеры околоствольного двора: насосная, водосборника, центральная подстанция, угольная и породная разгрузочные ямы, депо аккумуляторных электровозов (зарядная и преобразовательная подстанции, ремонтная мастерская), камера ожидания, камера медицинского пункта, депо противопожарного поезда, камера диспетчера, подземная кладовая, склад ВВ и т.д.

Основными факторами, влияющими на выбор схемы околоствольного двора, являются:

1. Вид транспорта горной массы на шахте.

2. Схема вскрытия ш.п., взаимное расположение стволов.

3. Устойчивость горных пород.

4. Экономичность привязки околоствольного двора к вскрывающим выработкам (минимальные объемы на единицу мощности шахты).

Объемы околоствольного двора составляют 7-15% общего объема подземных выработок, а продолжительность их сооружения превышает 60% общего срока строительства шахты.

Технологический комплекс поверхности - это комплекс зданий, сооружений и оборудования, предназначенных для подъема, приема, переработки и отправки потребителям ПИ, приема и складирования породы, додачи воздуха в шахту, обеспечения горных работ электро- и пневмоэнергией, бытового обслуживания трудящихся и для очистки шахтных вод.

Капитальные затраты на сооружение поверхности - 20-25% общих затрат.

Основное требование - компактность, т.е. максимальная плотность застройки.

Технологический комплекс поверхности шахты состоит из 3-х основных блоков и отдельно стоящих зданий и сооружений, которые по своим технологическим особенностям не могут быть сблокированы.

1 - блок главного ствола

2 - блок: вспомогательного ствола

3 - блок административно-бытового комбината (АБК)

Вентиляционная установка, открытая подстанция, резервуары для воды, эстакады, градирня и т.д.

Блок главного ствола : копер, помещения технологического комплекса по приему угля и породы, пункт погрузки угля в ж.д. вагоны, станция погрузки породы, котельная, помещения подъемной установки.

Блок вспомогательного ствола: копер, комплекс по обмену вагонеток, помещения ремонтных мастерских, калориферная и компрессорная.

Блок АБК: административно-конторская часть, зал собраний и банная часть.

Мероприятия по охране окружающей среды.

На выбор схемы расположения технологического комплекса влияют: способ вскрытия, вид шахтного подъема, взаимное расположение стволов, количество отдельно выдаваемых марок угля, производственная мощность шахты и срок службы.

Околоствольные дворы и комплекс поверхности взаимно увязаны ме ж ду собой: откаточные выработки ОД, ориентируют по направлению продол ь ных осей клетевого ствола, а они зависят от компановки поверхностного комплекса и расположения железнод о рожных путей.

Околоствольные дворы и технологические комплексы ориентируются по частям света. Стрелка С-Ю проходит через ось главного ствола.

1 2 . Системы разработки пластовых месторождений. Классиф и кация систем разработки. Факторы. влияющие на выбор системы ра з работки

1 2 .1 Понятия "очистные работы" и "система разработки мест о рождения"

Очистные выработки - это выработки, предназначенные для добычи полезного ископаемого. Работы в очистных выработках - очистные работы.

Система разработки - это установленный для данных геологических условий залегания пласта и принятых средств механизации выемки угля определенный порядок ведения подготовительных, нарезных и очистных работ в пределах этажа или панели, увязанный в пространстве и времени. Или:

Системой разработки называется определенный порядок проведения подготовительных и очистных выработок в их взаимной увязке во времени и пространстве.

Систем разработки множество. Каждая изних должна удовлетворять трем основным требованиям:

1. Безопасность ведения работ,

2. Экономичности.

3. Наименьшие потери полезного ископаемого.

Требования безопасности в России - безусловны!

Экономичность достигается минимальными затратами живого и овеществленного труда, энергии и материалов на I т ПИ. Минимальные затраты трудам возможны при высокой производительности, которая обеспечивается комплексной механизацией производственных процессов, НОТ и рациональными конструктивными элементами систем разработки. Высокая производительность труда - важнейшее условие экономичности системы, т.к. зарплата составляет более 50% издержек производства.

Потери ПИ экономически обосновываются в совокупности с другими технико-экономическими показателями. У нас большие запасы, но мы должны думать и о сохранении запасов для будущих поколений, т.к. потребление растет. Забота государства: об охране природы.

Система разработки должна обеспечивать условия для комплексной механизации производственных процессов и концентрации производства путем:

Исключения взаимного влияния очистных и подготовительных работ;

Обеспечения автономности работы очистного забоя по условиям транспорта и проветривания;

Создания условий для высокой надежности работы комплексов и агрегатов;

Исключения влияния на работу лав газовыделения из забоев» выработок;

прогнозирования геологических нарушений с целью исключения непредвиденных остановок лав.

1 2.2 Факторы влия ющие на выбор систем разработки

Ф орма месторождения и наличие геологических нарушений - частые изменения элементов залегания пластов и геологические нарушения усложняют разработку месторождения.

Мощность пластов - подрывкапород при проведении выработок по тонким пластам и средней мощности.

Пласты m < 3,5 отрабатываются на полную мощность, а m >3,5 м с разделением на слои.

Угол падения - различное транспортирование угля вдоль очистного забоя:

На крутых пластах в движение приходит не только кровля, но и почва;

Движение вентиляционной струи только вверх на газовых шахтах с > 10° (§ 186 ПБ).

Строение пластов - крепкие прослойки, включения колчедана исключают применение комбайнов;

На мощных пластах прослойки иногда используют в качестве границ между сдоями.

Крепость и особенно вязкость угля - существенно влияют на выбор средств механизации очистной выемки.

Влияют на размеры предохранительных целиков возле подготовительных выработок, т.е. на элементы системы разработки.

Кливаж - (более легкое отделение угля от массива) - влияние на производительность труда и устойчивость кровли.

Свойства боковых пород - влияют на:

Выбор способа управления кровлей;

Расположение выработок по пласту или породе. Взаимное распол о жение пластов в свите - подработка, надработка, т.е. соблюдение очередности выемки пластов.

Газоносность месторождения - проветривание, чем больше газа, тем больше нужно воздуха...» а это лимитирует сечение; выработок, длину лавы (V = 4 м/с - § 147 ПБ) содержание метана в исходящей струе лавы не выше 1% (§ 183).

В газовых шахтах системы разработки с минимумом глухих забоев и восстающих.

На пластах с высокой газообильностью - обособленное проветривание забоев, а это дополнительные выработки. Самовозгорание угля

Минимум потерь (полная закладка и полевые выработки)

Большая скорость подвигания забоя

Выемка запасов угля отдельными участками и их изоляция. Обво д ненность месторождения - вода в очистных забоях снижает производительность» поэтому предварительное осушение.

Механизация производственных процессов - с появлением средств механизации выемки и транспорта угля на пологих пластах стало возможным увеличить длину лавы.

На крутых пластах забои не уступные, а прямолинейные, т.е. более простые варианты системы разработки.

Факторов много. Каждый изучается отдельно, а учитываются они совместно.

1 2 .3 Классификация систем разработки

Большое разнообразие геологических условий и видов технологии выемки ПИ в очистных забоях обусловило многообразие систем разработки, что вызывает необходимость в их классификации.

В качестве классификационного выбрано одно характерное отличие, которое выделяет любую систему из группы других - очередность ведения подготовительных, нарезных и очистных работ. На основании этого отличия системы подразделяются на группы:

Сплошная, столбовая и комбинированная системы при длинных очистных забоях;

Камерная и камерно-столбовая системы при коротких забоях.

При столбовых системах разработки подготовительные и нарезные выработки проводятся до начала очистных работ и полностью оконтуривают запасы ПИ в пределах выемочного столба или яруса, т.е. при столбовой системе проведение подготовительных и очистных работ разделены в пространстве,

При сплошных системах проведение подготовительных выработок и очистная выемка угля в пределах выемочного поля, яруса, слоя производятся одновременно. Предварительное оконтури-вание запасов отсутствует.

При комбинированных системах для отработки столбов в выемочном поде или ярусов в панели применяют одновременно или последовательно сплошную и столбовую системы разработки» При этом одну часть поля отрабатывают независимо от другой.

Это основное классификационное отличие дополняется рядом признаков, которые характеризуют не столько систему, сколько ее варианты.

1-й признак - технология выемки. По этому признаку системы делят на 2 группы:

1-е длинными забоями (лавами и полосами)

2-е короткими забоями (камерами). Системы I группы (с длинными забоями) делятся (по m ) :

а) Системы разработки пластов на полную мощность.

б) Системы разработки с разделением на слои. П-й признак - общее направление выемки угля по отношению к элементам залегания пласта. Здесь различают системы разработки с выемкой угля по простиранию; по восстанию; по падению;

вкрест простирания.

III признак - технологическая схема подготовки этажа или яруса. Схемы эти могут быть различными. Например:

С разделением и без разделения этажа на подэтажи;

С пластовой или полевой (как индивидуальной, так и групповой) подготовкой этажа иди яруса;

С доставкой ПИ на задний или передний бремсберг или квершлаг.

Основного отличия и трех признаков, рассматриваемых совместно, достаточно для полной характеристики системы разработки.

В целом классификация систем разработки пластовых месторождений выглядит так:

А. Системы разработки длинными забоями без разделения

пласта на слои.

I. Сплошные системы разработки.

1. Сплошные системы разработки с выемкой по простиранию.

2. Сплошные системы разработки с выемкой по падению.

Сплошные системы разработки с выемкой по восстанию.

II. Столбовые системы разработки (длинными столбами )

1. Столбовые системы разработки длинными столбами по простиранию.

а) без разделения этажа на подэтажи (лава-этаж);

б) с разделением этажа на подэтажи.

2. Столбовые системы разработки длинными столбами по падению.

3. Столбовые системы разработки длинными столбами по восстанию.

4. Столбовые системы разработки длинными столбами весьма

пологих пластов,

Ш. Комбинированные системы разработки.

1. Система разработки парными штреками.

2. Прочие.

IV. Системы разработки с применением щитовой крепи.

V. Прочие системы разработки.

Б. Системы разработки короткими очистными забоями.

1. Камерные системы разработки.

2. Камерно-столбовые системы разработки.

3. Системы разработки короткими столбами.

4. Прочие системы разработки короткими столбами.

В. Системы разработки с делением пласта на слои»

1. Системы разработки наклонными слоями.

2. Системы разработки горизонтальными слоями.

3. Системы разработки с принудительным обрушением и выпуском угля.

Для конкретных условий выбирается одна наиболее прогрессивная и эффективная система.

Распределение добычи по системам разработки (в %%) сведено в таблицу:

Подобные документы

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 , добавлен 19.12.2011


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 , добавлен 24.11.2012


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 , добавлен 11.02.2015


Организация работ в очистном забое. Перевозка полезных ископаемых по подземным горным выработкам. Охрана, ремонт и поддержание горных шахтных выработок. Основные составные части и примеси рудничного воздуха. Рудничная пыль, проветривание выработок.

контрольная работа , добавлен 23.08.2013


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 , добавлен 19.12.2013


Системы разработки пластовых месторождений. Бесцеликовая отработка угольных пластов. Способы использования рудных месторождений, основные стадии и системы. Интенсификация горных работ, безлюдная выемка. Охрана окружающей среды и безопасность добычи.

контрольная работа , добавлен 23.08.2013


Технологический комплекс открытых горных работ разреза. Условия залегания угольных пластов и рельеф участка. Состав внутри карьерного хозяйства. Разработка месторождений полезных ископаемых. Рабочий проект строительства угольного разреза "Никольский-2".

отчет по практике , добавлен 10.11.2014


Горно-геологические и технические условия отработки блока. Описание принятой системы разработки. Построение календарного графика первоочередной подготовки и нарезки блока. Расчет параметров отбойки руды. Способы поддержания выработанного пространства.

курсовая работа , добавлен 13.04.2015


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 , добавлен 25.03.2015


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

Горные породы в условиях естественного залегания находятся в состоянии равновесия. При строительстве шахт и карье­ров это равновесие часто нарушается под влиянием многих при­чин. Вследствие этого возникают и развиваются разнообразные геологические процессы и явления, реализующиеся в разруше­нии, деформациях, перемещении и сдвижении масс горных по­род различных объемов. В подземных выработках и карьерах они проявляются также в различных видах водопритоков, филь­трационных деформациях, а в районах распространении много­летней мерзлоты - в явлениях мерзлотного комплекса. Фильтрационные деформации и явления мерзлотного комплекса также вызывают перемещения масс горных пород.

Природа и механизм различных видов перемещений и сдви­жений масс горных пород в подземных выработках и откосах карьеров часто весьма сложны. Всестороннее их изучение, а также закономерностей развития, разработка методов прогноза и управления ими - важнейшие задачи инженерной геологии месторождений полезных ископаемых. ."

Разнообразные геологические вопросы, связанные с освое­нием месторождений полезных ископаемых, изучают и оцени­вают в инженерном аспекте, а прогноз изменений геологических условий составляют в связи со строительством сооружений (шахт, карьеров и др.) и проведением инженерных мероприятий. При этом местом ннженерно-геологических исследований в зависимости от стадии освоения месторождений должны быть площади их распространения, отдельные участки, шахт­ные и карьерные поля и их части и, наконец, шахты и карьеры.

При проектировании и разработке месторождений полезных ископаемых к инженерной геологии предъявляются высокие требования. Развитие горных работ на все больших и больших глубинах, разработка ряда месторождений в сложных геологических условиях, подработка подземными выработками застроенных территорий, а в некоторых случаях занятых водо­емами, и особенно широкое применение открытого способа разработки вызвали необходимость изменить отношение к изу­чению их инженерно-геологических условий. Кроме того, для расчета распределения напряжений в горных породах, равно­весия их масс в горных выработках и откосах, для определе­ния горного давления, прочности и устойчивости целиков и оснований сооружений, для проектирования инженерных защитных мероприятий требуются обоснованные расчетные схемы, расчетные показатели свойств горных пород, водоносных гори­зонтов, зон и комплексов, данные об изменении их во времени и при различных напряженных состояниях, о неоднородности и анизотропии свойств горных пород и условиях их работы. Все эти данные необходимы также в связи с применением новых методов расчета, новых способов и средств разработки место­рождений полезных ископаемых.

Обводненность месторождений часто обусловливает значи­тельные притоки воды в горные выработки, что вызывает необ­ходимость предварительного и систематического осушения во­доносных горизонтов, зон и комплексов. Такие вынужденные мероприятия, применяемые для обеспечения устойчивости гор­ных пород в горных выработках и безопасности ведения гор­ных работ, нередко значительно изменяют баланс подземных вод, истощают их ресурсы и нарушают условия водоснабжения населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Поэтому исследование и оценка степени обвод­ненности, газоносности и геотермических условий месторожде­ний полезных ископаемых, а в районах распространения мно­голетней мерзлоты - мерзлотных явлений являются важней­шими задачами их инженерно-геологического изучения.

Строительство горных предприятий и выполнение горно-эксплуатационных работ постоянно вызывают изменения окру­жающей среды, рельефа поверхности земли, сохранности тер­риторий и сооружений, загрязнение водоемов, рек и подземных вод и др. Поэтому оценка и прогноз изменений инженерно-геологических условий территорий, разработка мероприятии по ра­циональному их использованию и охране от вредных последствий горного производства, геологическое обоснование проек­тов по их рекультивации также являются одними из главных задач инженерной геологии месторождений полезных ископаемых. К этой проблеме относится также широкий круг геологи­ческих вопросов, связанных с рациональным размещением от­валов и гидроотвалов пустых пород (лишенных полезных ком­понентов) горного производства, оценкой и прогнозом их устой­чивости и защитой прилегающих территорий от их вредного влияния. Наконец, важнейшими являются вопросы о возможно­сти использования горных выработок на отработанных место­рождениях или отдельных их участках для объектов различного назначения - складов, силовых установок, гаражей, производ­ственных предприятий и др.

В этом главным образом состоят содержание и задачи ин­женерной геологии месторождений твердых полезных ископае­мых. Как видно из сказанного, она имеет большое научное со­держание и практическое значение. Для решения научных, ме­тодических и производственных проблем и вопросов, связанных с освоением месторождений полезных ископаемых, в инженер­ной геологии месторождений, как и в других ее разделах, ши­роко используются методы: геологический (естественноисторического анализа), геологического подобия, экспериментальный, моделирования, вероятностно-статистический и расчетно-теоретический.

Отмечая развитие инженерной геологии месторождений полезных ископаемых, надо сказать, что многие важные и сложные вопросы еще недостаточно разработаны или не решены вообще, при изучении геологического строения, гидрогеологических условий месторождений, физико-механических свойств грунтов, геологических процессов явлений и охраны геологической среды от отрицательного воздействия горнодобывающих предприятий.

Остановимся на состоянии изученности основных вопросов, охватывающихсодержание и задачи.

Геологическое строение месторождений. Непосредственное изучение инженерно-геологических условий месторождений возможно только после их открытия, т. е. на стадиях предвари­тельной и детальной разведки и разработки. Именно на этих стадиях инженерно-геологические исследования должны яв­ляться обязательной составной частью геологоразведочных ра­бот - частью дальнейшего геологического изучения месторож­дений в инженерном аспекте. Поэтому инженерно-геологическое изучение месторождений обычно начинается тогда, когда их геологическое строение в широком понимании этого слова изу­чено достаточно детально, соответственно стадии геологораз­ведочных работ.

Геологические материалы по всем горнопромышленным рай­онам, бассейнам, рудным поясам и полям, отдельным место­рождениям, шахтным и карьерным полям и т. д. огромны; частично они опубликованы, но главным образом хранятся в геологических фондах. По геологии месторождении полезных ископаемых имеются крупные обобщения в виде монографий, руководств, учебников, отражающие генетические, минералоги­ческие, петрографические, стратиграфические, структурно-текто­нические и другие вопросы. Материалы, касающиеся различ­ных сторон геологии месторождений, освещены также в беско­нечном числе докладов, статей, заметок. В общем геологиче­ское строение месторождений полезных ископаемых, особенно разрабатываемых и разведанных, обычно изучено хорошо.

Тем не менее некоторые вопросы, представляющие первостепенный интерес в инженерно-геологическом плане, чаще всего изучены недостаточно полно. Например, нередко оказыва­ется недостаточно изученным геологический разрез толщ, обра­зующих вскрышу месторождений, петрографические особенно­сти, распространение, условия залегания, геологические типы поверхностей и зон ослабления в рудовмещающих и угленос­ных толщах пород и в породах, образующих вскрышу месторождений. Обычно недостаточно изучаются в количественном отношении степень трещиноватости горных пород, их закарстованность, выветрелость и некоторые другие структурно-петро­графические и структурно-тектонические особенности. Наконец, при разведке месторождений пока, как правило, не уделяется должного внимания изучению напряженного состояния горных пород, особенно избыточных напряжений. Такие наблюдения и измерения редки и отрывочны. Следовательно, дальнейшее геологическое изучение этих вопросов, оценка условий вскрытия и разработки месторождений, устойчивости горных выработок, геологическое обоснование проектов горных сооружений составляют одну из задач инженерно-геологического изучения месторождений.

Гидрогеологические условия месторождений. Подземные воды являются важнейшим элементом инженерно-геологических условий месторождений. На многих месторождениях их относительная роль по сравнению с другими элементами инженерно-геологических условий исключительно велика, что вызывает необходимость производить большие работы и соответственно тратить много средств и труда на осушение месторождений, на борьбу с вредным влиянием подземных вод. В связи с этим возникла необходимость в их изучении, разработке методов оценки и прогноза степени и условий обводнения месторождений, притоков подземных вод в горные выработки, разработке и конструировании технических средств защиты горных: выработок и работ от их неблагоприятного и опасного влияния.

В результате этого гидрогеологические условия большинства месторождений изучены более полно, чем их инже­нерно-геологические условия в целом. Так возник новый раздел в гидрогеологии, получивший название «Подземные воды месторождений полезных ископаемых» или «Гидрогеология месторождений полезных ископаемых», занимающийся по существу изучением одного из важных элементов инженерно-геологических условий месторождений, имеющий теперь мощную теоретическую и методическую базу.

Материалы, характеризующие подземные воды месторожде­ний полезных ископаемых, обширны и продолжают непрерывно пополняться. Имеется большое число капитальных работ, посвященных описанию подземных вод месторождений, закономерностям их формирования, динамике, режиму, химизму, методам их изучения и др. Много публикаций посвящено различным методическим вопросам, особенно касающимся методов, способов и условий осушения угольных и рудных месторождений.

Таким образом, уровень изученности гидрогеологических условий месторождений полезных ископаемых в целом достаточно высок, однако в большинстве случаев эти исследования направлены на решение задач осушения месторождений. Такиеважные вопросы, как влияние подземных вод на изменение свойств горных пород, слагающих месторождения, на развитие разнообразных геологических явлений и соответственно на устойчивость горных выработок и других сооружений нельзясчитать достаточно изученными. Надо заметить, что специа­листы в области инженерной геологии часто поступают неправильно, когда не изучают подземные воды на месторождениях, считая, что это не входит и круг их обязанностей т.е. поступают так, как это исторически сложилось на практике в прошлом. Теперь для геологического обоснования проектов строительства шахт и карьеров и производства горных работ требуется иной подход.

Физико-механические свойства горных пород. Способ вскрытия и система разработки, конструкция горных выработок, их устойчивость, скорость проходки, устойчивость отвалов многие другие важные вопросы, связанные с освоением месторождений полезных ископаемых, в значительной степени определяются свойствами слагающих их горных пород. Поэтому изучению и оценке свойств горных пород всегда уделялось большое внимание. Особенно много таких исследований было выполнено в последние 20-25 лет, когда горные работы стали разви­ваться на все больших и больших глубинах, в сложных инже­нерно-геологических условиях, когда особенно часто месторож­дения стали разрабатывать открытым способом.

В результате накопился аналитический материал по угленосным бассейнам, рудным районам и отдельным место­рождениям. Этот материал частично систематизирован, обрабо­тан и обобщен, Выявлены определенные корреляционные связи между отдельными свойствами горных пород и законо­мерности изменения свойств в пространстве (с глубиной, по простиранию, в пределах геологических структур и т. д.). Уста­новлено, что данные о физико-механических свойствах горных пород необходимы не только для проектирования горных со­оружений- шахт и карьеров, но и для решения геологических задач. Выполнены разнообразные методические исследования с целью установления и унификации методов изучения свойств горных пород.

Bce это показывает, что изученность свойств горных пород месторождений полезных ископаемых довольно полная и в зна­чительной степени удовлетворяет запросам проектирования и строительства шахт и карьеров. И тем не менее в области изу­чения физико-механических свойств горных пород необходимо сделать еще очень многое. Имеющиеся материалы их исследо­ваний очень неоднородны. Большинство специалистов негеоло­гического профиля рассматривает и исследует горные породы как «материал», слагающий борта и откосы карьеров, как среду подземных горных выработок, без учета их генетических и пет­рографических особенностей, положения в геологическом разрезе, без соблюдения правила геологической однородности, без одновременного изучения петрографического и минерального состава горных пород и их строения, т. е. не в должном инженерно-геологическом плане.

При исследованиях свойств горных пород применяются глав­ным образом лабораторные методы и совершенно недостаточно полевые. Поэтому обширный аналитический материал часто бывает недостаточно полноценным, не позволяет объяснять причины изменений свойств горных пород, надежно и эффек­тивно их оценивать и прогнозировать.

Необходимо изменить существующий подход к изучению свойств горных пород, шире практиковать коллективное реше­ние задач при проектировании, строительстве и эксплуатации горных сооружений специалистами горного и инженерно-геоло­гического профиля.

Геологические процессы и явления. При строительстве шахт и карьеров обычно нарушаются естественное состояние и равновесие горных пород, происходят их разгрузка, а иногда и разуплотнение и разрушение, расслаивание, осыпание, обруше­ние, оползание, оплывание, набухание и выпирание и другие виды медленных, быстрых или даже мгновенных их перемеще­ний, сдвижений и давлений на крепь. Все эти и многие другие геологические явления нарушают устойчивость горных вырабо­ток, создают трудности и опасности для производства горных работ. Эти геологические явления требуют применения специ­альных способов проходки горных выработок, различных видов их крепления и других инженерных мероприятий, обеспечиваю­щих безопасную разработку полезных ископаемых.

Встречающиеся на месторождениях геологические явления в настоящее время выявлены и с той или иной степенью де­тальности изучены; разработаны методы их оценки и прогноза угрожаемости, методы предупреждения и борьбы с ними. В этом плане имеются большие достижения, обширная научная и методическая литература, обобщающая опыт и результаты инженерных, научных и ме­тодических разработок.

Однако несмотря на то, что все геологические явления имеют геологическую природу при определенном влиянии на их развитие горнотехнических фактором, их изучением занима­ются, как правило, не геологи, а горные инженеры Они посто­янно, повседневно, преодолевая трудности, создаваемые геоло­гическими явлениями на шахтах и карьерах, вынуждены вести наблюдения за ними, изучать их, разрабатывать приемы и ме­тоды борьбы с ними. Со временем практические запросы гор­ного производства потребовали постановки и специального геологического, инженерно-геологического изучения геологических явлений.

Значительное достижения в исследовании геологических процессов и явлений имеются на разнообразных и многочисленных карьерах. Именно на карьерах получены важные и интересные результаты исследований оползней, осыпей, обвалов, процессов выветривания горных пород, фильтрационных деформаций и др., составившие значительный вклад в развитие инженерной геологии как специальной широкой области геологических знаний. Результаты инженерно-геологического изучения геологических явлений на месторождениях, разрабатываемых подземным способом, в целом пока довольно ограниченны, хотя и здесь имеются определенные достижения в изучении некоторых явлений, например в различных районах и шахтах Донбасса, Подмосковного бассейна, Прибалтийского сланцевого бассейна и некоторых других. В общем же инженерно-геологическое изучение геологических процессов и явлений на месторождениях полезных ископаемых находится пока еще не том уровне, какой требуется. Это – одна из главных задач инженерной геологии месторождений полезных ископаемых.

Охрана геологической среды от отрицательного воздействия го рнодобывающих предприятий. Проблеме охраны окружающей среды в настоящее время уделяется огромное внимание. Число публикаций, посвященных этой проблеме, непрерывно увеличивается.

Различные отраслевые министерства, ведомства, предприятия и научные организации пытаются решать такие задачи самостоятельно. Действующие в настоящее время постановления и нормативные документы требуют решения вопросов охраны природы на всех стадиях проектирования, строительства и эксплуатации сооружений и предприятий. Исследования по охране окружающей природной среды выполняются, и уже достигнуты определенные результаты. Значительное место в них занимают работы по проблеме охраны геологической среды вообще и от отрицательного воздействия горнодобывающих предприятий в частности.

Оценивая современное состояние исследований по этой проблеме, необходимо отметить, что для успешного ее решения выполняют работы организационного, теоретического и методологического порядка. При этом важно четко оговорить, что исследования по этой проблеме должны касаться только геологической среды, только оценки и прогноза отрицательного воздействия на нее горнодобывающих предприятий и различных способов разработки месторождений. Эта оговорка необходима потому, что горнодобывающие предприятия оказывают отрица

ставиться, хотя изученность отдельных элементов, определяю­щих инженерно-геологические условия месторождений, до­вольно полная.

1-3. Генетические и промышленные типы месторождений полезных ископаемых

Месторождения металлических, неметаллических и горючих полезных ископаемых распространены в земной коре неравно­мерно (см. классификацию А. Г. Бетехтнна). В соответствии с историей формирования различных элементов ее тектониче­ской структуры весьма разнообразны и условия образования месторождений. Поэтому в природе встречаются многочисленные генетические типы их, разнообразные по минеральному со­ставу и формам залегания полезного ископаемого, петрографи­ческому составу вмещающих пород, тектоническому строению, приуроченности к тем или иным элементам рельефа и т. д.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

ПО А. Г. БЕТЕХТИНУ

I. Металлические полезные ископаемые:

1) черные и легирующие металлы - железо, марганец, хром, ванадий, ко­бальт, никель, молибден, вольфрам;

2) цветные металлы - медь, цинк, свинец, олово, мышьяк, сурьма, висмут,

легкие металлы - алюминий, магний;

благородные металлы - золото, серебро и платиновая группа (платина,

иридий и др.);

радиоактивные элементы - радий, торий и уран;

редкие металлы и редкоземельные элементы - циркон, ниобий, тантал,

галлий, германий и др.

П. Неметаллические полезные ископаемые:

1) строительные материалы - строительный и облицовочный камень, галечники, щебень, пески и др.;

2) горнохимическое сырье - соли, фосфаты, бораты, апатито-нефелиновые

руды и др.

Ш. Горючие полезные ископаемые:

1) твердые горючие ископаемые - угли, горючие сланцы и др.;

2) жидкие и газообразные горючие ископаемые - нефть, природные газы.

Все типы месторождений принадлежат к трем основным ге­нетическим сериям: эндогенной, экзогенной и метаморфической. Их описание приведено в специальных работах. Здесь же только отметим, что при решении разнообразных инженерно-геологических задач, связанных с освоением месторождений и обоснованием проектов шахт и карьеров, важно полно учиты­вать геологическое строение района их распространения и знать, к какому генетическому типу они принадлежат.

Для разработки месторождений полезных ископаемых в зависимости от горно-геологических условий залегания и свойств пород и полезных ископаемых применяют различные технологии: подземную, открытую, скважинную и подводную.
Под технологией понимают совокупность производственных процессов, выполняемых во взаимной связи во времени и пространстве. Вместо термина «технология» применяется также термин «способ разработки месторождения полезных ископаемых». Соответственно различают подземный способ разработки месторождений, открытый способ и т.д.
Основные компоненты технологии разработки месторождений полезных ископаемых:
1. Работы, в результате выполнения которых обеспечивается доступ к полезному ископаемому с поверхности земли. Эти работы называют вскрытием месторождения.
2. Разделение залежи полезного ископаемого на части, удобные для извлечения полезного ископаемого из недр земли. Эти работы называют подготовкой месторождения к очистной выемке.
3. Работы по непосредственному извлечению полезного ископаемого из недр. Эти работы называют очистной выемкой полезного ископаемого, или очистными работами.
При вскрытии и подготовке месторождений к очистной выемке полезного ископаемого проводят сопутствующие работы, которые обеспечивают технически, технологически и экономически выгодное и безопасное выполнение основных процессов. К сопутствующим работам относят снижение водопритока и газопоступления из горных пород на рабочие места, заблаговременные при необходимости осушение и дегазация горных пород всего месторождения или его части. Параллельно с очистной выемкой полезного ископаемого и транспортированием его на земную поверхность осуществляют выемку и перемещение для складирования в специально отведенные места пустых горных пород, препятствующих доступу к полезному ископаемому, выполняют доставку материалов, машин и механизмов, снабжают электрической и пневматической энергией, свежим воздухом и многие другие работы.
Обычно предприятие, добывающее полезное ископаемое, осуществляет его первичную переработку и обогащение.
После завершения добычных работ необходима рекультивация, т.е. восстановление земель, нарушенных горными работами.
Подземной называется технология, осуществляемая с помощью подземных горных выработок.
Горные выработки - полости, сооружаемые в земной коре и обустраиваемые в соответствии с их назначением. Подземными называют выработки, расположенные на некоторой глубине от поверхности земли и имеющие замкнутый контур поперечного сечения.
Открытая разработка месторождений полезных ископаемых осуществляется с помощью открытых горных выработок, к которым относят выработки, примыкающие к поверхности земли и имеющие незамкнутый контур поперечного сечения.
Скважинную технологию применительно к твердым полезным ископаемым называют также геотехнологией. Сущность ее состоит в бурении скважин к полезному ископаемому, изменении физического или химического состояния полезного ископаемого и извлечении продукта на поверхность земли по скважинам. Для перевода твердого полезного ископаемого в состояние, пригодное для транспортирования по скважинам, применяют размыв высоконапорной струей воды, плавление, растворение, химическую и бактериальную обработку.
Подводная технология применяется для разработки континентальных россыпных месторождений, месторождений на дне озер, морей в пределах континентального шельфа и мирового океана.

ПОНЯТИЕ О ПРОМЫШЛЕННЫХ ТИПАХ

Пара

Промышленные типы МПИ

Природное многообразие полезных ископаемых и различные направления их использования представляют весьма сложную картину. В связи с этим классификация промышленных типов месторождений полезных ископаемых и соответствующая характеристика составляет обширный предмет, еще не вполне разработанный в научно-теоретическом отношении. Тем не менее представления об определенных промышленных типах месторождений вошли в практику геологоразведочных работ довольно прочно. Промышленные типы месторождений служат основой сравнительного анализа разведочных данных, позволяя сопоставлять и оценивать объекты разведки по аналогии с им подобными, принадлежащими к тому же промышленному типу. В настоящем учебнике даются лишь общие представления о промышленной группировке и приводятся примеры месторождений полезных ископаемых, характеризующие некоторые важные типы.

Основополагающие представления о промышленных типах месторождений полезных ископаемых изложены в капитальных трудах В. М. Крейтера и В. И. Смирнова. Одновременно промышленная типизация и соответствующая систематизация всевозможных месторождений полезных ископаемых разрабатывалась в практике поисков, разведок и эксплуатации, что находило отражение в различного рода инструкциях и методических пособиях по геологоразведочным работам, подсчетам запасов полезного ископаемого, системам разработки и т. п.

Промышленная классификация месторождений полезных ископаемых основывается, с одной стороны, на их важнейших природных свойствах, а с другой - на возможностях и направлениях использования добываемого минерального сырья. Твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые подразделяются на группы соответственно общности их промышленного назначения. Ниже дается промышленная группировка различных полезных ископаемых по В. М. Крейтеру.

1. Минеральное топливо, включающее уголь, нефть и газ.

2. Руды черных металлов, в число которых входят железные, марганцевые, хромовые, титановые и др.

3. Руды цветных металлов, из которых получают алюминий, медь, свинец, цинк, олово, ртуть, сурьму и многие другие металлы.

4. Руды драгоценных (благородных) металлов, в основном золота и платиноидов.

5. Руды радиоактивных элементов, преимущественно урана.

7. Руды для химической промышленности, среди которых наибольшее значение имеют каменные соли, фосфориты, апатиты, сера, плавиковый шпат.

8. Руды индустриального сырья (техническое сырье) - алмазоносные кимберлиты, асбесты, тальк, графит, оптические минералы и др.

9. Флюсы и огнеупоры для металлургической промышленности, представленные известняками, доломитом, магнезитом, кварцем, глинами.

10. Строительные материалы - бутовый и облицовочные камни, гравий и песок, известняки и глины.

11. Подземные воды, среди которых различаются источники питьевого или технического водоснабжения и минеральные источники.

Внутри этих групп выделяются природные типы месторождений по комплексу признаков. В. М. Крейтер в качестве признаков промышленного типа принял формы, размеры, качество и условия залегания тел полезных ископаемых, поскольку они оказывают решающее влияние на способы разработки и методику разведки месторождений. В. И. Смирнов при промышленной группировке рудных месторождений подчеркивал признаки:

· генетический класс, определяющий природу месторождения;

· структуру месторождения, влияющую на его формы;

· вещественный состав руд, являющийся основой их качества, и состав вмещающих горных пород.

Каждая из названных промышленных групп включает значительное число природных типов месторождений, вследствие чего общая классификация насчитывает сотни, типов. С развитием горной и перерабатывающей промышленности претерпевает изменения и промышленная классификация месторождений полезных ископаемых.

Некоторые типы месторождений утрачивают свое прежнее значение или оказываются исчерпанными (богатые рудные жилы меди и свинца, драгоценные камни). В то же время вовлекаются в отработку месторождения новых, ранее не добывавшихся полезных ископаемых. Так, с возникновением потребностей в минеральных удобрениях, радиоактивном сырье, редких элементах появились новые промышленные типы месторождений апатита, урана, редкометальных руд.

Промышленная значимость различных типов месторождений не одинакова и измеряется в основном двумя показателями:

1) долей запасов полезного ископаемого в данном типе относительно мировых запасов этого

полезного ископаемого и

2) долей добычи минерального сырья из месторождений, принадлежащих к данному типу, относительно мировой добычи такого минерального сырья. При этом в разных странах значение одного и того же промышленного типа месторождений может быть большим или меньшим ввиду того, что отдельно взятая страна, как правило, не обладает всеми типами месторождений полезных ископаемых.

Исключением является СНГ, где находятся почти все известные в мире промышленные типы месторождений.