Лекция. Размеры и элементы залегания рудных месторождений. Физико-механические характеристики руд и вмещающих пород.

Разрабатываемые месторождения полезных ископаемых отличаются весьма разнообразными природными условиями залегания. От этих условий (мощности залежи, угла её падения, мощности покрывающих пород, их свойств и др.) зависят возможность применения той или иной системы разработки, выбор технических средств и порядка ведения горных работ.

На выбор системы и технологии разработки из признаков, характеризующих месторождение, наибольшее влияние оказывают его (морфология), размеры и условия залегания.

По форме рудные тела можно подразделить на три группы:

Изометрические, т.е одинаково развитые во всех трёх направлениях в пространстве;

Столбообразные, т.е вытянутые в одном направлении – в глубину;

Пластообразные, т.е. вытянутые в двух направлениях.

К первому типу рудных тел изометрической формы относятся штоки и гнёзда. Часто они имеют неправильную форму, но все три измерения их в пространстве резко не отличаются. Размеры штоков достигают десятков и сотен метров. Размеры гнёзд малы – до нескольких метров. Типичным гнездообразным месторождением является ртутное месторождение Хайдаркан (Средняя Азия).

Столбообразную форму имеют многие коренные месторождения алмазов. В Якутии и Южной Африке алмазные «трубки» в глубину распространяются на километры при размерах горизонтального поперечного сечения в сотни метров. В Криворожском бассейне к столбообразным принято относить рудные тела, длина которых превышает мощность не более чем в шесть раз.

Линзы представляют собой переходную форму между первой и третьей группами. Типичным представителем этого типа рудных тел являются уральские медно-колчеданные месторождения. Линзообразное месторождение медного колчедана Рио-Тинто (Испания) состоит из линз протяжённостью от 300 до 1700 м. и мощностью до 100 -250 м.

Рудные тела третьей группы – пластовые, ограничены более или менее параллельными плоскостями (поверхностями).

Положение пласта в пространстве определяется линиейпростирания – линия пересечения пласта с любой горизонтальной плоскостью (рис 1.) Направление линии простирания в пространстве принято называть простиранием пласта.

Линию пересечения пласта с вертикальной плоскостью, перпендикулярной и линии простирания, называют линией падения. Направление по пласту вниз по линии падения от какой-либо горизонтальной плоскости называют падением пласта, а направление вверх – восстанием пласта.

Угол, образованный падением пласта с горизонтальной плоскостью, называется углом падения (углом наклона) пласта. Линию перпендикулярную линии простирания пласта и лежащую в горизонтальной плоскости, называют линией вкрест простирания пласт.

По углу падения месторождения делятся на горизонтальные, пологие (до20⁰), наклонные (от 20 до 45⁰) и крутопадающие (более 45⁰).

Длина месторождения по простиранию и падению измеряется от десятков метров до нескольких километров. Мощность пласта измеряется как кратчайшее расстояние между боковыми поверхностями. По мощности пласты делятся на весьма тонкие (менее 0, 6м.), тонкие (от 0, 6 до 2, 0м.), средней мощности (от 2 до 5м), мощные (от 5 до 20м.) и весьма мощные (более 20м).

Рудные залежи, отличающиеся от пластов менее выдержанной формой и непостоянной мощностью, называют пластообразными.

Встречаются сложные формы рудных тел – седловидные, куполообразные и др.

В большинстве случаев месторождение бывает представлено не одним, а несколькими рудными телами. Эти совместно залегающие рудные тела бывают отделены одно от другого массивом пустой породы, иногда пересекаются, соединяются и снова разделяются.

Месторождения нередко нарушаются сбросами, сдвигами, бывают - изогнуты, перемяты, раздроблены, в результате чего разработка их усложняется.

Чем не правильнее залежь по форме, чем больше тектонических нарушений она имеет, тем сложнее её разработка.

Кроме формы месторождения, важным признаком является характер его контакта с вмещающими породами. Контакт в одних случаях бывает выражен резко: рудное тело отчётливо отделяется от вмещающих пород. В других случаях переход от руды к пустой породе происходит постепенно, границы промышленного оруденения можно установить только путём опробования. Разработка месторождений с отчётливыми контактами проще. Иногда наличие оруденения во вмещающих породах благоприятно сказывается на разработке, т.к. руда при отбойке засоряется не пустыми, а рудоносными породами.

В зависимости от характера распределения рудных минералов различают сплошные и вкраплённые руды. Сплошные руды состоят из рудных минералов, смешанных с небольшим количеством породы; они обычно имеют резкие границы с вмещающими породами. Вкраплённые руды представляют собой относительно редкие вкрапления рудных минералов в рудной породе и, как правило, не имеют отчётливых границ с вмещающими породами.

Глубина залегания месторождения в значительной степени влияет на выбор способа и системы разработки. Глубоко залегающими считаются месторождения с глубиной залегания более 800м.

Строение залежи. По этому признаку различают:

а) простые залежи с однородным строением без существенных прослойков и включений; все полезные ископаемые вынимающие вместе (валовый способ);

б) сложные залежи содержат наряду с кондиционным полезным ископаемым, некондиционные сорта, а также прослойки или включения пустых пород с чётко выраженными контактами; в этом случае осуществляется раздельная (селективная) разработка кондиционного и некондиционного полезного ископаемого и пустых пород;

в) рассредоточенные залежи имеют сложное строение, при котором кондиционное и некондиционное полезное ископаемое и пустые породы распределяются в толще земной коры без определённой закономерности и чётко выраженных контактов. В этом случае для раздельной разработки кондиционного полезного ископаемого требуется детальная разведка.

Пластовые месторождения имеют стабильную мощность и чёткие контакты с вмещающими породами. Они обычно осадочного происхождения.

Пластообразные месторождения характеризуются нестабильной формой и мощностью, различными углами падения. Обычно осадочного и осадочно-метаморфического происхождения.

Линзообразные месторождения имеют форму линзы, различные размеры и углы падения.

Жильные месторождения могут быть простыми и сложными (с невыдержанными элементами залегания и нечёткими контактами с вмещающими породами) или состоящими из ряда тонких жил и множества прожилков.

Штокообразные месторождения представляют собой рудное тело неправильной формы и большого размера.

Гнездообразные месторождения состоят из мелких по размерам рудных тел (гнёзд) неправильной формы. Промышленное значение имеют месторождения с большим количеством гнёзд.

Рудные тела характеризуются обычно мощностью, углом падения, длиной по простиранию, глубиной распространения и площадью. По мощности рудные тела разделяются на 5 групп: очень тонкие – до 0, 7м, тонкие от 0, 7 до 2, 0м, средней мощности – от 2 до 5м, мощные – от 5 до 20м, весьма мощные – от 20м; по углу падения на пологие (от 0⁰ до25⁰), наклонные (от 25 до 45⁰) и крутые (от 45⁰ -90⁰).