Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ФСУ ИЦМ, Кафедра ПРМ
Профессор Иванцов В.М.
Январь 2007 г.
СИСТЕМНОЕ ОСМЫСЛЕНИЕ ГОРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
*- системная сущность горной технологии
*- структура и процессы горной технологии
*- стадии, порядок в эксплуатации и разработке месторождения
*- структурная характеристика горных выработок
*- уровни развития горной технологии
1.1. СИСТЕМНАЯ СУЩНОСТЬ ГОРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Технология горная – совокупность приемов и способов изменения природного состояния недр Земли путем производства научно обоснованной системы полостей (горнов) с целью их использования в качестве помещений и способов получения минеральных продуктов.
Обратим внимание – в предложенном определении горной технологии - достижение целей осуществляется только при создании системы искусственных полостей – «горнов» и за счет синергетического эффекта их взаимодействия. На элементарном уровне одна выработка выполняет весь комплекс необходимых функций. Они как бы свертываются в одну – добывание. Горная технология - двухосновная. В качестве второй основы остается признать средства механизации и приемы, используемые для создания горнов, или другими словами – достижения научно-технического прогресса.
Рассмотрим процесс создания единичного горна, а верней, его элементарный акт (цикл). Названный элементарный акт (цикл) состоит из трех широко используемых операций: отделение, перемещение, и управление как - создание с последующим поддержанием условий повторения первых двух и всего акта в целом, («триединство операций О-П-П»). В данном случае операции исполнения развернуты, а операции управления – нет. Если и их развернуть, выделив операции подготовительные и заключительные, то получим структуру цикла деятельности, представленную на рис 2.1.
Рис 1. Взаимосвязь и содержание операций исполнения и управления в цикле деятельности
Используя понятие «горн», можно
определиться в первом физико-техническом эффекте горной технологии, который формулируется как эффект перевода сжимающих усилий в растягивающие напряжения при наличии обнаженной поверхности.
Понятие «горн» позволяет осмыслить и способы горной технологии. При подземном способе контур выработок в поперечном сечении – замкнутый, а при открытом – он разомкнутый, т.е. открытый и сливается с дневной поверхностью. Если воспользоваться методологическим принципом «деление целого на два диалектически противоречивые основания», то получим структурную схему (см. рис 1.2.).
|
СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ МПИ |
||||
|
Разделительный признак: Прерывность/непрерывность - контура горной выработки |
||||
|
А. ПОДЗЕМНЫЙ (при непрерывном контуре) |
Б. ОТКРЫТЫЙ (при прерывном контуре) |
|||
|
Разделительный признак: Тип главной вскрывающей выработки |
Разделительный признак Вид окружающей среды |
|||
|
1. Шахтный |
2. Скважинный |
1. Открытый |
2. Морской |
Рис. 2. Классификация способов горной технологии РМПИ
При этом обратим внимание, что главная, т.е. выдачная выработка прямоугольного сечения при подземном способе называется шахтой.
Часто используют не полное деление, при разделении лишь одного вида, – получают три варианта исполнения, вместо четырех.
1.2. СТРУКТУРА И ПРОЦЕССЫ ГОРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
При создании горных выработок (путем их проведения), отделяем часть массива с целью использования именно отделенного как полезное ископаемое. А получаемые горны используем для проведения новых горнов, либо можем их использовать для … жилья. Но, так как в проведении выработок участвует работающий человек, то можно с уверенностью заключить, что горные выработки используются одновременно и для добывания полезного ископаемого и для жилья. В рудном поле имеют место - единичные выработки, совокупности - выемочные единицы (блоки, столбы, панели) и вся совокупность выработок – рудник, шахта, карьер.
Имеем три структурных уровня развития горной технологии и организации взаимосвязей между элементами – нашими выработками. Они, взятые каждая в отдельности, несут в себе три уровня свойств: единичного, особенного и общего. Общего в том, что все они используются как средство для добывания полезного ископаемого, особенное в определенном функциональном назначении – вскрывающая, подготовительная, очистная. Единичное как подземное сооружение конкретного параметрического исполнения.
Налицо системность исполнения совокупности выработок и иерархичность структурных связей, строения. Иерархичность имеет место не только в рассматриваемом основном средстве добывания, но и в объекте, претерпевающем преобразования. Можно выделить – уровень месторождения и уровень массива, слагающего это месторождение, уровень отдельно взятого рудного тела, уровень выемочного участка и т.д.
Происходящие процессы преобразования можно рассматривать с позиции человека – как горные работы, т. е. задачи (задания) и их решение – вскрыть месторождение, осуществить отбойку руды и т. д. Они выполняются опосредованно, применяя определенные средства (на элементарном уровне имеем операции, из операций формируются работы). И эти же процессы рассматриваются с позиций средств, взаимодействующих с объектом преобразования. В этом случае говорят, имеем дело с технологическими процессами – вскрытия, подготовки месторождения, отбойки руды. Технологические процесс - итог (результат) реализации функции средства (технического объекта). В этом случае техническое средство представляет собой систему. Система – это то, что выполняет функцию. Технические средства это функциональные системы. Однофункциональные системы - это технические средства различного исполнения, выполняющие одну и туже функцию. Они образуют вид, класс и т. д. Потому-то – горное дело – область деятельности человека по освоению недр, а горная технология – совокупность приемов и способов изменения природного состояния недр…
На уровне массива преобразовательные процессы мы выявили сравнительно просто. Это так названный элементарный акт горной технологии, состоящий из трех широко используемых операций: отделение, перемещение, создание и поддержание условий повторения первых двух и всего акта в целом, («триединство операций ОПП»).
На уровне месторождения преобразовательные процессы осмыслить значительно труднее. Но с учетом уже сказанного можно согласиться с тем, что они те же самые, только средством будут специализированные совокупности (комплексы) выработок. Совокупностью выработок отделяем часть месторождения, затем другой совокупностью ее разделяем еще раз на части (выемочные участки) и только потом новой совокупностью выработок (системой разработки) приступаем к преобразованию массива в промышленных масштабах в означенном контуре очистного пространства. Эта тройка взаимосвязанных операций перемещается и повторяется на новом участке месторождения. Вполне очевидно, что реализация первых двух процессов требует поддержания (поддержки) на материальном, энергетическом и информационном уровнях. Таким образом, имеем систему процессов, которая характеризуется определенным порядком, стадиями, циклами, увязанными во времени и пространстве.
1.3. СТАДИИ, ПОРЯДОК В ЭКСПЛУАТАЦИИ И РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
СТАДИЯ – определенная ступень, период, этап в развитии чего-либо, имеющие свои качественные особенности.
ЦИКЛ – период времени, срок, круг, оборот событий.
ПОРЯДОК – последовательность в деле, заранее обдуманный ход и действия.
В. Даль.
Понятием стадии описывают набор качественно отличных состояний преобразуемого объекта в процессе преобразования (в нашем случае это можно отнести к разработке месторождения).
Порядок и цикл используется как при описании функционирования средств, так и описании операций, действий человека. В последнем случае набор повторяющихся операций или работ оформляется в виде цикла операций, цикла работ. Циклы и порядок характерны для всех уровней организации системы. В нашем случае важно понять, что это имеет место, как на уровне единичной выработки, так и на уровне выемочного участка и разрабатываемой части месторождения.
Элементарный состав цикла: 1 - подготовительные операции - доступ к предмету (объекту) преобразования, разделение предмета на технологичные участки, части; 2 – основные (технологические) операции и 3 - заключительные операции. Тогда в нашем случае, т. е. применительно к горной технологии, мы будим иметь: проходческий цикл на уровне единичной выработки, стадийность системы разработки выемочного участка (камеры и целики), стадийность разработки месторождения.
При разработке МПИ порядок ассоциируется со стадиями. В настоящее время выделяют три стадии разработки МПИ:
1. Вскрытие МПИ. 2. Подготовка МПИ. 3. Очистная выемка полезного ископаемого.
Вскрытием называют проведение совокупности горных выработок, обеспечивающих доступ к месторождению или его части с дневной поверхности и функционирование рудника с заданной производительностью. Выработками вскрытия месторождение разделяется на определенные части - этажи, характерные для крутого падения, а также для наклонного и пологого, и панели, характерные для горизонтального залегания.
Подготовкой называют проведение горных выработок во вскрытой части месторождения, обеспечивающих разделение ее на выемочные единицы – блоки, характерные для крутопадающих месторождений, столбы – при наклонном залегании, панели – при горизонтальном.
Очистная выемка, как массовая добыча полезного ископаемого, осуществляется в пределах выемочной единицы путем создания специализированных (очистных) выработок, получивших название – очистное пространство. При этом очистное пространство, в котором процессы очистной выемки ведутся в присутствии людей – называется рабочим очистным пространством, а очистное пространство, в котором закончены процессы очистной выемки, называется выработанным пространством. Таким образом, в процессе очистной выемки как бы осуществляется перевод очистного пространства в выработанное пространство, при этом - частями или полной выемочной единицей. Процессы очистной выемки (уже нам известные: отделение, перемещение и поддержание) получили специальное определение: отбойка, доставка и поддержание очистного пространства (позднее – управление горным давлением). Отбойка – технологический процесс очистной выемки по отделению руды от массива в виде кусков (с дроблением на куски). Доставка – технологический процесс очистной выемки по перемещению отделенного полезного ископаемого (отбитой руды) в пределах выемочной единицы (блока) с погрузкой в транспортные сосуды. Управление горным давлением – технологический процесс очистной выемки по поддержанию очистного пространства в рабочем состоянии, т.е. состоянии, обеспечивающем протекание всех технологических процессов в заданном режиме.
Вскрытие и подготовку МПИ следует отнести к подготовительной стадии, разворачиваемой в вертикальной и горизонтальной плоскости, а очистную выемку - к основной - технологической стадии. Следовательно, в рассматриваемой стадийности недостает еще одной стадии – заключительной. Мы полагаем, что такой стадией должна быть стадия - приведение месторождения в посттехногенное состояние. Более того, предлагаем осмыслить первоначальное представление о разработке МПИ - как эксплуатации МПИ, но уже в смысле его освоения.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ – основной смысл – разработка, использование природных богатств, но в общем случае – взаимодействие с выгодой. В свою очередь взаимодействие отражает процессы воздействия участников друг на друга, их взаимную обусловленность, что очень важно для осмысления современного состояния наших отношений с Природой с нравственных позиций. Тогда предлагаемая стадия - приведение месторождения в посттехногенное состояние - предполагает осуществление комплекса инженерных мероприятий, ориентированных на восстановление экологического равновесия в регионе, на более полное и рациональное использование его природного ресурса. Напрашивается с отмеченных позиций еще оценить место и роль разведки МПИ. Принимая во внимание инвариантность триады процессов, будем иметь следующие три стадии освоения (эксплуатации) МПИ: 1. Разведка МПИ (подготовительная стадия); 2. Разработка МПИ (основная, технологическая стадия; 3. Приведение месторождения в посттехногенное состояние (заключительная стадия).
Естественно, каждая из выделенных стадий будет в свою очередь описываться, используя названную триаду, т.е. также как элементарный цикл проведения любой горной выработки.
И разработка, и освоение в целом заканчиваются стадией – приведение месторождения в посттехногенное состояние. Это естественно, т.к. процессы во времени, в своем начале, осуществляются последовательно, а в дальнейшем протекают параллельно, так как они еще разводятся и в пространстве. Приведение месторождения в посттехногенное состояние - не разовый акт и не разовая компания. Более того, при таком понимании нашего взаимодействия с месторождением вполне логично допустить повторяемость циклов освоения (эксплуатации) и сознательно, а вернее, экономически обоснованно, но разнообразно подойти к формированию общего порядка разработки, т.е. рассматривать наряду с поступательным ходом цикла всех стадий разработки также и возвратно-поступательный ход. Включение разведки в процесс освоениия узаконит ее параллельное осуществление на ранее «отработанных» горизонтах, приведение, а можно сказать и оставление в надлежащем состоянии выработанного пространства и других определенных выработок (горнов). Продолжительность подобного взаимодействия может исчисляться столетием и более, а достижения научно-технического прогресса (НТП) сделают его не просто выгодным, а действительно взаимовыгодным.
Поскольку полный набор стадий в цикле инвариантен, постольку общий порядок, как разработки, так и эксплуатации, может ассоциироваться с порядком очистной выемки не только в пределах выемочной единицы (блоке), как это принято при классификации систем разработки, но и в пределах этажа, а также в пределах всего месторождения. При этом порядок отработки этажа и порядок разработки месторождения являются самостоятельными и весьма важными взаимообусловленными технологическими характеристиками наряду с системой разработки.
Выделенным стадиям эксплуатации и разработки соответствует разделение запасов на разведанные, промышленные и непромышленные, балансовые и забалансовые, вскрытые, подготовленные, готовые к выемке запасы. Более того, мы можем уже говорить и о наличии нормативов вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов, исчисляемых в месяцах функционирования рудника с заданной производительностью.
|
СТРУКТУРНЫЙ ПРИЗНАК |
ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ |
|
1. Принадлежность к стадиям эксплуатации |
а). Разведочная, б). Эксплуатационная в). Принадлежит к нескольким стадиям |
|
2. Принадлежность к стадиям разработки |
а). Вскрывающая, б). Подготовительная, в). Нарезная, г). Очистная |
|
3. Характер финансирования |
а). Капитальная; б). За счет затрат будущих периодов, в). За счет текущих затрат |
|
4. Общий характер назначения (принадлежность к технологическому процессу) |
а). Основная (главная), б). Вспомогательная |
|
5. Функциональное назначение |
а). Буровая, б). Доставочная, в). Откаточная, г). Вентиляционная, д). Водоотливная и др. |
|
6. Ориентация в пространстве |
а). Вертикальная, б). Горизонтальная, в). Наклонная |
|
7. Направление проведения выработки относительно элементов залегания |
а). По простиранию, б). По падению, в). По восстанию, г). Вкрест простиранию |
|
8. Положение выработки относительно элементов залегания РТ |
а). У лежачего бока рудного тела, б). У висячего бока рудного тела |
|
9. Вид массива, в котором проведена выработка |
а). Породная (полевая), б). Рудная |
|
10. Тип выработки по соотношению размеров (точка, линия, плоскость) |
а). Камерная, б). Протяженная, в). Площадные (плоские) |
|
11. Форма выработки в поперечном сечении |
а). Прямолинейные: - простые (квадрат, прямоугольник, трапеция), - сложные (полигональные) б). Криволинейные: - простые (круглые), - сложные (сводчатые – овальные, коробчатые, одно-двух-трех-циркульные) |
|
12. Прерывность контура выработки в поперечном сечении |
а). Непрерывный, б). Прерывный |
|
13. Масштаб выработки |
а) весьма малый, б) малый, в) средний, г) большой, д) весьма большой |
1.4. СТРУКТУРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (табл. 1.)
Горная выработка - это выработка, используемая при добыче полезных ископаемых. Для более полного и конкретного представления о той или иной выработки нам надо воспользоваться еще целым рядом признаков и, как говорят, чем больше, тем лучше, не забывая о мере (о здравом смысле). Как при характеристике способов разработки, будем помнить о возможности двух, трех или более вариантов реализации. При наличии двух и более признаков в описании мы будем их ранжировать, воспользовавшись отмеченными положениями. Рабочий вариант такого структурного описания горных выработок приведен в таблице 1.1.
В зависимости от контекста иногда достаточно отметить, что данная выработка является эксплуатационной, а в другом случае необходимо указать на то, что выработка является разведочно-эксплуатационной. Можно получить и более полную характеристику выработок. Так, очистные выработки это горные выработки, в которых осуществляются технологические процессы очистной выемки: отбойка, доставка и управление горным давлением. Они могут быть камерного типа, протяженные в виде заходок, площадные в виде слоев. Выработки с определенным набором характерных признаков получили (получают) видовые названия. Так, шахта - это вертикальная, главная вскрывающая рудовыдочная выработка прямоугольной формы, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность. Штольня - это горизонтальная, главная вскрывающая рудовыдочная выработка определенной формы, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность. Ствол – это вертикальная, вскрывающая выработка круглой формы и определенных размеров, имеющая различное, но определенное назначение, с непосредственным выходом на дневную поверхность.
Часть месторождения, отведенное для разработки рудником или шахтой, называется, соответственно, рудничное или шахтное поле. При ограниченных размерах месторождения рудничное (шахтное) поле пространственно равно месторождению.
1.5. ТРЕБОВАНИЯ - ПРИНЦИПЫ ПРАВИЛЬНОЙ РАЗРАБОТКИ МПИ
Принципы (требования) отражают содержательную сущность принуждающих связей предприятия с внешним окружением. Основные из них следующие:
- обеспечение безопасных и здоровых условий труда работающих;
- достижение минимальной себестоимости продукции – добытой руды или извлекаемых из нее полезных компонентов;
- выполнение заданной производительности рудника по добыче руды с соблюдением принятых кондиций по ее качеству
- рациональное освоение недр - снижение до экономически оправданного минимума потерь в процессе добыче и переработки;
- комплексное использование добываемого минерального продукта и выработанного пространства, создаваемого при разработке
- охрана природы и окружающей среды, снижение вредного воздействия на экосистему.
Предприятие становится как бы качественным узлом (центром), через который проходят линии-требования. Сами по себе эти требования противоречивы, поскольку их реализация возможна при использовании одних и тех же ресурсов, которые в каждом конкретном случае всегда ограничены. Противоречивость еще проявляется в том, что такие требования предъявляются к одному и тому же элементу системы, и он должен быть как бы… и горячий и… холодный. Добиться такого состояния возможно только благодаря технологическому изменению (совершенствованию), суть которого и составляет «ноу-хау» технологии.
1.6. ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТКИ МПИ
Выполнение приведенных выше требований правильной разработки месторождения и характеристику технико-экономических результатов всего процесса разработки и составляющих его элементов выражают совокупностью определенных показателей.
Среди основных показателей можно выделить пять групп:
1. Показатели производительности труда. 2. Показатели расхода материалов, энергии и амортизации оборудования, применяемого в процесс добычи. 3. Показатели качества и полноты использования руды. 4. Показатели интенсивности разработки и размера добычи. 5. Экономические показатели. Общий закон экономического развития: прямые затраты труда снижаются, овеществленные увеличиваются при условии, что их сумма со временем уменьшается (принцип- приход энергии должен быть больше расхода).
Экономический эффект количественно оценивается как превышение дохода над расходами именуемое – прибылью.
Важно понять, что в сфере производства возможно формирование доходной части только с конечного продукта. В нашем случае таковым может выступать металл в руде, концентрате, металл после металлургического передела первых двух. При сбыте конечный продукт имеет соответствующую цену. Затратная часть (себестоимость продукта) формируется из предстоящих расходов по отдельным стадиям производственного цикла.
Количественные и качественные показатели использования недр при подземной добыче руд
Систематизация потеть и разубоживания руды. Все запасы полезного ископаемого, выявленные на стадии разведки, называют геологическими. По экономической целесообразности их разделяют на две группы: балансовые и забалансовые. Разграничение осуществляется на основе установленных кондиций. В свою очередь в балансовых запасах выделяют промышленные запасы (за вычетом проектных потерь). Из промышленных запасов, вычитая эксплуатационные потери, формируют эксплуатационные запасы. Эти взаимосвязи графически представлены на рис. 3.
Рис. .3. Схема разделения запасов по степени освоения
Явление потерь возникает от неполноты извлечения руды при добыче, транспортировке, и последующем переделе. В нашем случае (при добыче) потери разделяются на два класса – проектные и эксплуатационные потери. Различают потери руды и потери металла. Их показатели могут быть равные и не равные.
Систематизация потерь руды при подземной разработке рудных месторождений (рис. 4.)
Проектные потери могут быть в виде целиков под охраняемыми объектами (под промплощадкой, водоемами, заказниками и т.д.).
Эксплуатационные потери разделяются на две группы по состоянию – теряемой руды (в массивном или дробленом) с последующим выделением по источникам возникновения.
Помимо потерь руды и металла имеет место явление разубоживания, т.е. снижение качества рудной массы (по содержанию металла) в сравнении с качеством руды в массивном состоянии. Это происходит в результате примешивания обрушенных пород при добыче. На этом основании разубоживание может быть только эксплуатационным. При систематизации выделяют все же две группы – первичное разубоживание и вторичное разубоживание. К первой группе относят разубоживание, возникающее при отбойке, второе при перемещении: при доставке, а также при внутришахтном транспорте руды. В группах разубоживание разделяют по источникам образования. Схематично систематизация разубоживания представлена на рис. 5.
Структура показателей извлечения руды. Любое явление можно оценивать как с позиций позитивной стороны, так и с позиций негативной стороны. Это относится и к оценке качества извлечения руды. Основой для установления показателей извлечения руды является баланс руды и металла при добыче. При его составлении учитываются следующие характеристики:
Б – балансовые запасы, погашаемые по выемочному участку, т;
с – содержание металла в балансовых запасах, %, г/т;.
Би – извлекаемые запасы руды, т;
Д – величина добытой рудной массы, т;
а – содержание металла в рудной массе, %, г/т;
В – величина примешиваемых пород, т;
в – содержание металла в примешиваемых породах, %, г/т;
П – суммарная по всем источникам величина теряемой руды, т;
сп – содержание металла в потерянной руде, %, г/т;
Баланс металла: Да = Бс – Псп + Вв Баланс рудной массы: Д = Би + В или Д = Б – П + В при Би = Б – П
Формулы определения коэффициентов представим в табл. 2
|
ПРЯМОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УЧЕТА |
|
|
По руде |
По металлу |
|
пр = П/Б |
п = (Пс – Вв)/Бс |
|
рр = В/Д |
р = (с – а)с или р = 1 – а/с |
|
ки = (Б – П)/Б или ки = 1 - пр |
кн = (Бс – Пс + Вв)Бс или кн = 1 - п |
|
ккол = Д/Б кпр = В/Б |
|
|
КОСВЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УЧЕТА |
|
|
По руде |
По металлу |
|
пр = 1 - Д(а - в)/Б(с – в) |
п = 1 – Да/Бс |
|
рр = 1 – (а – в)/(с – в) или рр = (с а)/(с – в) |
р = (с – а)/с |
|
ки = Д(а – в)/Б(с – в) |
кн = Да/Бс или кн = 1 - п |
|
ккол = (1 – п)/(1 –р) или ккол = кн/кк |
кк = а/с или кк = 1 - р |
Для упрощения последующих рассуждений полагают, что содержание металла в потерянной руде равно содержанию металла в балансовых запасах, т.е. сп = с.
Общий набор количественных и качественных показателей извлечения руды при добыче выглядит следующим образом:
ки – коэффициент извлечения руды;
кн – коэффициент извлечения полезного компонента (металла) из недр при добыче руды;
кк – коэффициент изменения качества руды при добыче;
п – коэффициент потерь металла;
пр – коэффициент потерь руды при добыче;
р – коэффициент разубоживания руды (по металлу);
рр – коэффициент засорения руды (примешивания пород); ккол – коэффициент выхода рудной массы.
Основой для прямого метода являются данные о потерянной руде и примешанных породах, получаемые непосредственными замерами на месте их образования. Косвенный метод базируется на результатах деятельности рудника и данных геологической разведки. Экономически обоснованные количественные и качественные показатели извлечения руды при добыче считаются нормативными. Критерием экономичности принимается прибыль из расчета на одну тонну погашаемых балансовых запасов.
1.7. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ МПИ
Таблица 3. Характеристика типов полезных ископаемых
|
ХАРАКТЕРНЫЙ ПРИЗНАК |
ВАРИАНТ ИСПОЛНЕНИЯ |
|
1. Необходимость последующей переработки |
а) нерудные (не требуется переработка - каменный уголь, соль) б) руда (требуется переработка) |
|
2. Количество полезных компонентов |
а) простые (содержащие один компонент) б) сложные (содержащие несколько компонентов) |
|
3. Характер распределения рудных минералов |
а) сплошные, б) вкрапленные |
Таблица 4. Морфологическая характеристика рудных тел
|
ХАРАКТЕРНЫЙ ПРИЗНАК |
ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ |
|
1. Соотношение пространственных размеров рудных тел |
а) изометрические (Точка: а/в/с=1) б) столбчатые (Линия: а=в, с/а>1) в) пластообразные (Плоскость: в/а, с/а>1) |
|
2. Согласность происхождения и залегания рудных тел с вмещающими породами |
а) согласное (пр. – пласт) б) несогласное (пр. – жила) |
|
3. Строение рудных тел (внутренняя структура) |
а) простое строение б) сложное строение |
Таблица 5. Характеристика руд по ценности
|
Полезные ископаемые |
Ведущие качественные признаки |
Характер руд по сортам |
||
|
богатые |
Средней ценности |
бедные |
||
|
Железные руды |
Содержание железа, состав примесей, легирующие добавки |
Fe > 55%, содержание вредных примесей в пределах кондиций |
Fe 40-55 %, не нуждающиеся в обогащении, и более бедные – легко обогатимые |
Труднообогатимые с содержанием железа ниже 40-45 % |
|
Медь, никель |
Содержание металла |
Более 3 % |
1-3 % |
0.5-1 % |
|
Свинец |
Содержание |
Более 5 % |
2-5 % |
1-2 % |
|
Олово |
Содержание |
Более 0.5 % |
0.2-0.5 % |
0.1-0.2 % |
|
Молибден |
То же |
Более 0.3 % |
0.1-0.3 % |
0.05-0.1 % |
|
Кобальт, тантал |
Содержание металла |
Проценты |
Десятые доли,% |
Сотые доли,% |
|
Золото, платина |
То же |
Сотни г/т |
Десятки г/т |
Единицы г/т |
Таблица 6. Обобщенная систематизация условий разработки МПИ
|
№ |
Характеристика |
Качественная градация значений |
||||
|
а |
б |
в |
г |
д |
||
|
1 |
Пространственное положение месторождения с учетом рельефа |
всё МПИ в нагорной области, выше уровня долины |
часть МПИ в нагорной области, другая ниже уровня долины |
МПИ под одной из гор, ниже уровня долины |
глубинное расположение в равнинной области |
|
|
2 |
Расстояние от поверхности до верхней границы МПИ |
не значительное, <100 м |
значительное, 100-200 м |
весьма значительное, >200 м |
||
|
3 |
Глубина залегания МПИ - |
малая, <500 м |
большая, 500-1000 м |
весьма большая, >1000 м |
Расстояние от поверхности до нижней границы |
|
|
4 |
Мощность рудных тел, м |
тонкие |
маломощные |
средней мощности |
мощные |
|
|
<0,8 |
0.8-3.0 |
3.0-20.0 |
>20.0 |
|||
|
5 |
Угол залегания, град |
пологие |
наклонные |
крутопадающие |
||
|
0-20 |
20-50 |
>50 |
||||
|
6 |
Устойчивость руд и пород кв. м |
весьма неустойчивые |
неустойчивые |
средней устойчивости |
устойчивые |
весьма устойчивые |
|
нет |
<10 |
<100 |
<600 |
>1000 |
||
|
7 |
коэффициен-т крепости, ед. |
мягкие |
средней крепости |
крепкие |
весьма креп. |
|
|
<4 |
4-9 |
9-15 |
>15 |
|||
|
8 |
Полезное ископаемое, число компонентов |
черные металлы |
цветные, поли-металлические |
цветные, простые |
благородные, простые |
благород. полиметал. |
|
9 |
Масштаб запасов |
мелкие |
средние |
крупные |
уникальные |
|
|
10 |
Балансовая ценность руд |
богатые |
средней ценности |
бедные |
||
|
11 |
Особые условия |
нет |
наличие карстов |
под водоемом |
Крайний Север |
ТРИ СТРУКТУРНЫХ УРОВНЯ РАЗВИТИЯ ГОРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ПЕРВЫЙ - ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ УРОВЕНЬ - Уровень единичной горной выработки
Рис. 6. Единичная горизонтальная горная выработка
с рамной деревянной крепью: а – неполным дверным окладом, б – полным дверным окладом. Структурные элементы крепи: 1 – верхняк, 2 – стойка; 3 – лежень.
Рис. 7. Виды рамного крепления: а – в сплошную; б – в разбежку (одинарными и спаренными рамами).
Структурные элементы крепи: верхняк, стойка, клинья, затяжка.
ВТОРОЙ – УРОВЕНЬ СИСТЕМНЫХ СОВОКУПНОСТЕЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК:
СИСТЕМЫ ВСКРЫТИЯ, СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ, СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
Рис. 8. Система разработки без разделения рудного тела на слой, с формированием рабочего очистного пространства. Подготовка блоковая. Магазинированная руда исполняет роль рабочей площадки. Функцию поддержания очистного пространства магазинированная руда выполняет в период отбойки руды и частичного выпуска с целью компенсации разрыхления. После полного (основного) выпуска очистное пространство переводится в выработанное пространство, оставаясь открытым или обрушаясь. Отбойка шпуровая, выпуск руды с люковой погрузкой.
Область применения: - крутопадающие маломощные рудные тела. Руды и породы устойчивые. Ценность руд – малая или средней ценности. Достоинство – высокая производительность труда. Недостаток – возможны потери в междублоковых и междуэтажных целиках. Пути совершенствования – внедрение современного оборудования, применение искусственных целиков из твердеющей закладки.
Рис. 9. Камерно-целиковая система разработки, без формирования рабочего очистного пространства, с отбойкой руды из горизонтальных буровых выработок. В данном случае – из подэтажных буровых штреков. Подготовка блоковая. Очистное пространство открытое, поддерживается междублоковыми целиками. Отбойка этажная, многорядная, веерами одинарных восходящих скважин. Доставка этажная, самоходным оборудованием.Достоинства: Сильные решения по оформлению траншейного днища с совмещением горизонтов подсечки, выпуска, доставки и откатки. Хорошие условия для доразведки. Недостатки: применение переносного бурового оборудования при наличии подэтажных горизонтов. Возможны большие потери руды (до 30%) при отработке междублоковых и междуэтажных целиков.Совершенствование в направлении изыскания эффективной технологии отработки целиков
Рис .10. Комбинированный способ вскрытия при помощи штольни, слепого ствола шахты и капитальных рудоспусков (рудник Тырны-Ауз): 1 – ствол шахты «Пик», 2 – слепой ствол шахты №1, 3 – рудоспуск №3, 4 – вентиляционный ствол шахты, 5 – слепой ствол шахты «Капитальная», 6 – рудоспуск №1, 7 – Рудоспуск №2, 8 – штольня «Капитальная», 9 – штольня «Змейка» 10 – штольня «Главная».
Рис. 11. Схема вскрытия и подготовки железорудного месторождения.
Абаканский рудник.
ТРЕТИЙ – УРОВЕНЬ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
УРОВЕНЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РУДНИКА
ЦИКЛ
Деятельности
Исполнение
Управление
Отделение
Перемещение
Подготовка и Заключение
Сопровождение
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАПАСЫ
ПРОЕКТНЫЕ ПОТЕРИ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ЗАПАСЫ
(извлекаемые запасы)
КСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОТЕРИ
ЗАБАЛАНСОВЫЕ ЗАПАСЫ
БАЛАНСОВЫЕ ЗАПАСЫ
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗАПАСЫ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОТЕРИ РУДЫ
ПОТЕРИ В МАССИВНОМ СОСТОЯНИИ
ПОТЕРИ В ДРОБЛЕНОМ СОСТОЯНИИ
ИСТОЧНИКИ ПОТЕРЬ
по месту их формирования
1. В целиках у подготовительных выработок
2. В целиках внутри выемочного участка
3. На контуре очистного пространства
4. Между выемочными слоями
5. В местах выклинивания рудного тела
6. В подработанных частях рудного тела
7. В целиках у аварийных участках
8. В целиках у геологических нарушений
ИСТОЧНИКИ ПОТЕРЬ
по месту их формирования
1. В забоях при совместной выемке руды и пород
2. В выработанном пространстве
3. В местах обрушений, завалов,
в аварийных участках
4. В местах погрузки, разгрузки, сортировки, складирования, на транспортных путях
РАЗУБОЖИВАНИЕ РУДЫ
Группа А:
при отделении руды от массива
Группа Б:
при перемещении руды при добыче
ИСТОЧНИКИ
1. Прихват пород на контуре очистного пространства
2. Совместная выемка руды и пород
ИСТОЧНИКИ
1. Смешивание с породой при выпуске руды под обрушенными налегающими породами
2. Отслоения пород с обнажений очистного пространства
3. Выкрашивание и потери рудной мелочи
4. Выщелачивание шахтной водой