Горные породы как объект разработки

Полезные ископаемые и их качество

Горные породы – агрегаты минералов, образующие самостоятельные геологические тела. Минерал – индивидуализированное природное химическое соединение элементов.

Полезные ископаемые – все виды горных пород, добываемых для хозяйственных, строительных, промышленных и научных целей и используемых в сыром виде или после переработки. Различают полезные ископаемые: металлические (руды черных, цветных, благородных, радиоактивных и редких металлов), неметаллические (сырье для металлургической, химической и других отраслей промышленности), горючие (уголь, горючие сланцы, торф и др.) и строительные горные породы (известняки, мраморы, граниты, гравий, пески и др.).

Для разработки месторождений полезных ископаемых Законодательством предусмотрена следующая форма разрешения на использование недр: – горный отвод. Границы горного отвода определяются контурами разведанного месторождения или его частей с учетом зон сдвижения горных пород или разносов бортов карьеров (рис.1). Основная задача горного предприятия при пользовании горным отводом – комплексное и эффективное использование минеральных ресурсов месторождения, охрана недр и других компонентов природной среды.

Особенностью горных работ является временный их характер: при истощении месторождения их производство прекращают.

При разработке месторождений полезных ископаемых все минеральные ресурсы, добываемые из недр, подразделяются на три группы: главные, сопутствующие и попутно извлекаемые.

К главным (основным) относят минеральные ресурсы, добыча которых – основная цель данного перерабатывающего предприятия.

К сопутствующим относят минеральные ресурсы, входящие в состав добытого минерального сырья, отделение которых на стадии добычи технически невозможно или экономически нецелесообразно.

К попутно извлекаемым относят минеральные ресурсы, извлечение которых из недр осуществляется вынужденно при выполнении определенных технологических операций. Попутно извлекаемые минеральные ресурсы, как правило, не смешиваются с главными. Они отдельно выдаются и складируются на поверхности, образуя отходы, и могут входить в состав организованных и неорганизованных выбросов производства. К этой группе минеральных ресурсов относятся, например, вскрышные породы.

Попутно извлекаемые минеральные ресурсы могут представлять значительную ценность для горноперерабатывающего предприятия и использоваться как вспомогательные для выполнения ряда технологических операций (например, для закладки выработанного пространства, строительства гидротехнических сооружений, дорог и т. д.).

Часть попутно извлекаемых минеральных ресурсов может с большой эффективностью быть использована в других отраслях народного хозяйства. В ряде случаев после их накопления они могут стать сырьевой базой для производств в будущем.

Одновременно следует отметить, что выданные на поверхность попутно извлеченные минеральные ресурсы могут оказать существенное экологическое влияние на окружающую природную среду. Поэтому их рациональное использование и охрана – важная народнохозяйственная задача.

Перед разработкой месторождения проводятся проектные работы, в процессе которых должны быть определены следующие показатели:

Одна из важнейших характеристик при оценке эффективности использования месторождений полезных ископаемых – кондиции на минеральное сырье, которые представляют собой совокупность требований к качеству полезных ископаемых в недрах. Кондиции по каждому месторождению периодически пересматриваются с учетом достижений научно-технического прогресса в горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, изменения состояния сырьевой базы и оптовых цен.

Кондиции дают возможность разделить все запасы месторождения по их народнохозяйственному значению на балансовые и забалансовые.

Утвержденные балансовые и забалансовые запасы являются исходными показателями при проектировании и эксплуатации горных предприятий.

Балансовые запасы полезных ископаемых – это запасы, использование которых экономически целесообразно при существующей или осваиваемой прогрессивной технологии добычи и переработки минерального сырья с соблюдением требований законодательных актов по рациональному использованию недр и охране окружающей среды.

Забалансовые запасы полезных ископаемых – это запасы, использование которых в настоящее время экономически нецелесообразно или технически или технологически невозможно, но которые в дальнейшем могут быть переведены в балансовые. Забалансовые запасы твердых полезных ископаемых подсчитываются и учитываются, если в технико-экономическом обосновании кондиций доказана возможность их сохранности в недрах для последующего извлечения, складирования и сохранения для использования в будущем.

При обосновании кондиций рассчитывается ряд показателей, важнейшие из которых следующие: минимальное промышленное содержание полезных ископаемых, запасы которого относятся к балансовым; бортовое содержание полезных компонентов в пробе для оконтуривания балансовых запасов в случае отсутствия четких границ рудных тел с вмещающими породами; минимальные мощности рудных тел (пластов), включаемых в подсчет балансовых запасов.

Под минимальным промышленным содержанием понимается наименьшее среднее содержание металла в руде, при котором добыча и переработка полезного ископаемого экономически целесообразна (рис.2).

Бортовое содержание – это минимальное содержание полезного компонента в краевых пробах, ограничивающих блок запасов, при котором затраты на добычу и переработку полезного ископаемого окупаются доходами от его реализации по отпускным ценам.

При проектировании предприятий по добыче твердых полезных ископаемых определяются промышленные запасы, т. е. – часть балансовых запасов, которая должна извлекаться из недр по проекту или плану развития горных работ (за вычетом проектных потерь). При разработке рудных месторождений выделяются также эксплуатационные запасы полезных ископаемых – это промышленные запасы с учетом разубоживания (рис.3).

Отклонение от кондиций при горных работах оценивается количественными и качественными потерями.

Разубоживание – это выраженное в процентах изменение (снижение) содержания полезных компонентов в добытом полезном ископаемом по сравнению с содержанием их в балансовых запасах вследствие примешивания к ним пустых пород.

Добыча и переработка полезных ископаемых связаны со значительными потерями минерального сырья.

Потери полезного ископаемого – это часть балансовых запасов, не извлекаемая из недр при его разработке, добытая и направленная в породные отвалы, оставленная на местах складирования, погрузки и транспортирования.

Качество полезного ископаемого - совокупность свойств, определяющих степень пригодности и экономической эффективности использования, называется. Для углей, например, качественными показателями являются теплота сгорания, зольность, содержание влаги, кусковатость, содержание минеральных примесей, выход летучих, содержание серы и др., а для руд — процентный состав регламентируемых химических элементов, минералогический состав, структурные и текстурные особенности и другие свойства.

Лекция №2. Производственные процессы открытых горных работ

Подготовка горных пород к выемке

Способы подготовки горных пород к выемке

Подготовка включает: обеспечение устойчивости откосов уступов; осушение горных пород; разупрочнение и изменение их агрегатного состояния; разрушение (разрыхление) породного массива и другие виды воздействия на горные породы для облегчения их выемки.

Подготовка к выемке может осуществляться механическими способами (горными машинами), гидравлическими способами (нагнетанием, насыщением водой, растворением), физическими способами (электромагнитным и термическим воздействием), химическим, комбинированными и взрывным способами. Выбор способа подготовки горных пород к выемке зависит, от вида, агрегатного состояния и свойств пород в массиве, мощности предприятия, наличных технических средств, предъявляемых требований к качеству добываемого сырья, а также от природных условий ведения работ.

Выемка мягких, песчаных и естественно мелкоразрушенных пород успешно производится всеми видами выемочно-погрузочного оборудования.

Выемка плотных пород также может осуществляться непосредственно из массива выемочными машинами с повышенными усилиями копания. Если усилия, развиваемые выемочными машинами, недостаточны, производится подготовка таких пород к выемке, которая заключается в их предварительном механическом рыхлении или взрывании на сотрясение. В мерзлом состоянии эти породы только при небольших отрицательных температурах могут разрабатываться непосредственно выемочными машинами с повышенными усилиями копания. Как правило, в этих условиях требуется подготовка к выемке механическим или взрывным способом или предварительное оттаивание. Используются также методы предохранения пород от промерзания.

Скальные и полускальные породы обычно подготовляются к выемке взрывным способом. Процессами подготовки в этом случае являются бурение и взрывание.

Взрывание широко применяется в карьерах для разрушения полускальных и скальных пород. Практически оно является единственным способом подготовки скальных пород к выемке.

Взрывные работы должны обеспечивать:

1. требуемую степень дробления горных пород для последующих технологических процессов добычи и переработки;

2. требуемые качество и сортность взорванного полезного ископаемого, достижение в необходимых случаях избирательного дробления пород различной трудности разрушения;

3. минимальное отклонение отметок и размеров площадок и уступов, их формы от проектных значений;

4. заданные форму и угол откоса уступа, возможность безопасного бурения и, заряжания последующих скважин;

5. форму развала взорванных пород, удобную для выемочно-погрузочных работ;

6. допустимое сейсмическое воздействие взрыва на окружающие сооружений и законтурный породный массив;

7. достаточный объем взорванных пород для бесперебойной и высокопроизводительной выемки и погрузки;

8. высокую безопасность, экономичность и производительность горных работ.

Взрывные работы в карьере ведут в две стадии.

Первая стадия – первичное дробление при отделении породы от массива. Вторая — дополнительное (вторичное) дробление негабаритных кусков, выравнивание подошвы уступа, обрушение нависей, заколов и т. д. Ведение работ в две стадии не следует считать нормальным: необходимость в этом возникает вследствие недостаточно эффективного проведения первичного взрывания.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒