Качество полезных ископаемых запасы и потери при разработке

Количество полезного ископаемого, заключенное в недрах месторождения, называется запасами (т, м3).

Общие запасы месторождения или его части называются геологическими. По значению в народном хозяйстве они подразделяются на балансовые и забалансовые. Следовательно,

Zгеол = Zбал + Zзаб.

Балансовые запасы — разведанные и изученные запасы, использование которых экономически целесообразно и которые должны удовлетворять требованиям, устанавливаемым для подсчета запасов в недрах данного месторождения.

Забалансовые запасы — разведанные и изученные запасы, использование которых экономически нецелесообразно при современном уровне техники и технологии добычи (малое количество, малая мощность, высокая зольность, сложность залегания и пр.).

Балансовые запасы подразделяются на промышленные и потери, т.е. Zбал = Zпр + Zп.

Промышленные запасы — часть балансовых запасов, подлежащая извлечению и выдаче на поверхность. Отношение промышленных запасов к балансовым называют коэффициентом извлечения С. Следовательно, Спр = Zпр /Zбал.

Потери — часть балансовых запасов, остающаяся в недрах при их разработке. Отношение потерь к балансовым запасам называют коэффициентом потерь Кп, т.е. Кп = Zп/Zбал.

Вполне очевидно, что С + Кп = 1.

Избежать потерь полезного ископаемого при разработке практически невозможно. Их величина зависит от экономических, геологических и технических факторов. Основными из них являются: мощность и угол падения, наличие охраняемых объектов на поверхности месторождения, сложность залегания, применяемая техника и технология добычи и др. Осуществление мероприятий по снижению потерь нередко связано с дополнительными затратами, что влечет за собой удорожание добычи.

Фактический уровень потерь для различных месторождений колеблется в широких пределах. Например, на угольных месторождениях с пологими и наклонными пластами средней мощности потери достигают 10–15%, с мощными крутонаклонными и крутыми — 25–30% и более.

Горные выработки

Полезное ископаемое может быть использовано лишь тогда, когда оно отделено от массива и доставлено на поверхность. Работы, которые производят при выемке полезного ископаемого или при подготовке к его выемке, называются горными работами.

В результате горных работ в толще полезного ископаемого или пустых пород образуются полости, называемые горными выработками.

Горные выработки по назначению подразделяются на разведочные и эксплуатационные. Первые служат для целей разведки залежи полезного ископаемого, вторые — для его разработки.

Разработка месторождений полезного ископаемого складывается из трех этапов; вскрытие, подготовка и очистная выемка. В связи с этим эксплуатационные горные выработки подразделяются на капитальные, подготовительные и очистные.

К капитальным относятся выработки, по которым осуществляется доступ к месторождению или его части. Это вскрывающие выработки.

Подготовительные выработки проводят от капитальных. Они служат для подготовки части залежи полезного ископаемого к очистной выемке. После проведения подготовительных выработок приступают к очистным работам, в результате которых образуются очистные выработки.

По месту проведения горные выработки подразделяются на открытые и подземные. Открытые выработки проводят на поверхности земли, подземные — внутри пород.

По положению в земной коре подземные выработки могут быть вертикальными, горизонтальными и наклонными. Они могут иметь непосредственный выход на земную поверхность или не иметь его (рис. 1.8).

Начало выработки, выходящей на земную поверхность или в другую выработку, называют устьем.

Поверхность, ограничивающая горную выработку и перемещающаяся в результате ведения горных работ, называется забоем. Забой, в котором систематически производят горные работы, называется действующим.

Поверхности, ограничивающие выработки с боков, называют боками выработки. Поверхность, ограничивающая выработку сверху, называется кровлей, снизу — почвой (рис. 1.9).

Совокупность горных выработок и технических сооружений, размещенных по определенному плану и оборудованных для добывания угля подземным способом, называется шахтой, а при добывании руды — рудником.

В административно-хозяйственном отношении под шахтой (рудником) понимается самостоятельная единица горного предприятия, имеющая целью добывание полезного ископаемого в пределах отведенной для нее части месторождения.

Вертикальные выработки

Вертикальные горные выработки могут иметь непосредственный выход на земную поверхность или не иметь его. К вертикальным выработкам относятся стволы, гезенки, шурфы (см, рис. 1.1, 1.10).

Вертикальный ствол — вертикальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и проводимая с целью вскрытая месторождения полезного ископаемого.

Стволы делятся на главные и вспомогательные.

Главный ствол (см. рис. 1.1, 1) предназначен для выдачи полезного ископаемого, вспомогательный (см. рис. 1.1, 2) —для спуска-подъема людей, материалов, оборудования, проветривания и других вспомогательных целей.

Нижняя часть ствола ниже уровня околоствольного двора называется зумпфом. Он предназначен для размещения подъемного сосуда (скипа или многоэтажной клети) в момент загрузки.

Вертикальные стволы имеют круглую, прямоугольную или эллиптическую форму поперечного сечения.

Слепой ствол — вертикальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и служащая для подъема груза с нижележащего горизонта на вышележащий с помощью подъемных установок. Слепые стволы служат для вскрытия отдельных частей месторождений из подземных выработок.

Гезенк (рис. 1.10, 4) — вертикальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и служащая для спуска грузов с вышележащего горизонта на нижележащий под действием собственного веса.

Шурф (рис. 1.1, 12) — вертикальная горная выработка, обычно малого сечения и небольшой глубины, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и служащая для различных целей: разведки, размещения взрывчатых веществ при массовых взрывах, а при эксплуатации — для проветривания, спуска материалов и т.п.

Горизонтальные выработки

К горизонтальным горным выработкам относятся штольни, квершлаги, штреки, просеки, орты и др. Горизонтальные выработки имеют наклон не более 3° с целью обеспечения самотека воды.

Штольня (рис. 1.10, 1) — горизонтальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для разведки или вскрытия месторождения полезного ископаемого.

Тоннель — выработка, имеющая выход на поверхность с двух концов. Это сквозная выработка, служащая для транспортных целей.

Квершлаг (рис. 1.1, 3) — горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проводимая вкрест простирания горных пород.

Штрек (рис. 1.1, 4) — горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проводимая по простиранию горных пород при наклонном залегании, а при горизонтальном — в любом направлении.

Штреки бывают главные, откаточные, вентиляционные, промежуточные, конвейерные и пр. Штреки, проведенные по пустым породам, называются полевыми (рис. 1.11).

Просек (см. рис. 1.1, 5) —горизонтальная горная выработка, проводимая параллельно штреку обычно без подрывки боковых пород, предназначенная для осуществления нарезных работ или проветривания штреков в период их проходки. На тонких пластах осуществляют присечку боковых пород.

Орт — горизонтальная горная выработка, проводимая в мощных пластах или рудных залежах в пределах их горизонтальной мощности.

Сбойка — горизонтальная выработка, проводимая между расположенными рядом наклонными выработками.

Форма поперечного сечения горизонтальных выработок может быть различной — прямоугольной, трапециевидной, косоугольной, сводчатой, круглой и пр.

Наклонные выработки

Наклонные горные выработки могут иметь выход на земную поверхность и могут быть без него. К наклонным горным выработкам, имеющим непосредственный выход на земную поверхность, относятся наклонные шурфы, стволы, штольни. Они имеют то же назначение и те же основные признаки, что и одноименные вертикальные или горизонтальные выработки, отличаясь от них лишь положением в земной коре.

К наклонным выработкам, не имеющим непосредственного выхода на земную поверхность, относятся бремсберги, уклоны, скаты, ходки, печи.

Бремсберг (см. рис. 1.1, 6) — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и служащая для спуска полезного ископаемого с вышележащего горизонта на нижележащий при помощи механических устройств.

Уклон (см. рис. 1.1, 7) — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, служащая для подъема полезного ископаемого с нижних горизонтов на верхний с помощью механических устройств.

Скат — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, служащая для спуска полезного ископаемого под действием собственного веса.

Ходок (см. рис. 1.1, 8, 9) — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, предназначенная доя различных целей (передвижения людей, доставки материалов и оборудования, вентиляции и пр.). Ходки проводят параллельно названным выше наклонным выработкам. Они оборудуются соответствующими транспортными средствами.

Печь — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проводимая по пласту полезного ископаемого в пределах его мощности. По печам осуществляется передвижение людей, транспортирование угля, материалов и т.д. Печь, в которой начинается развитие работ по выемке угля, называется разрезной.

На рудниках наклонные выработки (иногда вертикальные), не имеющие непосредственного выхода на земную поверхность, проводимые по полезному ископаемому или пустым породам, служащие для спуска полезного ископаемого под действием силы тяжести и других целей, называются восстающими.

Дата добавления: 2016-10-30; просмотров: 2165 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

Источник

Каждое горнодобывающее предприятие создается для извлечения какого- то количества полезного ископаемого, обнаруженного в недрах при проведении геолого-разведочных работ. Это количество и называется запасами для данного предприятия. Разведка месторождений сопровождается подсчетом запасов полезных ископаемых в недрах.

В зависимости от степени разведанности месторождения или его части, изученности качества минерального сырья и горнотехнических условий разработки месторождений запасы разделяют на четыре категории (А, В, Q и С2).

К категории А относят часть запасов, изученных с детальностью, которая обеспечивает: полное выявление условий залегания, форм и строения тел полезных

ископаемых, природных типов и промышленных сортов минерального сырья, их соотношения и пространственного положения; выделение и оконтуривание безрудных и некондиционных участков внутри тел полезных ископаемых; полное выяснение качества, технологических свойств полезного ископаемого и природных факторов, определяющих условия проведения горно-эксплуатационных работ.

К категории В относят часть запасов, характеризующихся изученностью, которая обеспечивает: выяснение основных особенностей условий залегания, формы и характера строения тел полезных ископаемых, природных типов и промышленных сортов минерального сырья и закономерностейлх распределения без точного установления пространственного положения каждого типа; соотношений и характера безрудных и некондиционных участков внутри тел полезных ископаемых без точного их оконтуривания; качества, основных технологических свойств полезных ископаемых и главных природных факторов, определяющих условия проведения горно-эксплуатационных работ.

К категории С1 относят часть запасов, изученных с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий залегания, формы и строения тел полезных ископаемых, их природных типов, промышленных сортов, качества, технологических свойств, а также природных факторов, определяющих условия проведения горно-эксплуатационных работ.

И наконец, к категории С2 относят часть запасов, условия залегания, форма и распространение тел полезных ископаемых которых определены на основании геологических и геофизических данных, подтвержденных вскрытием полезных ископаемых в отдельных точках, или по аналогии с изученными участками месторождения.

Контуры запасов категории А определяются разведочными скважинами и горными выработками; контуры запасов категории В — по данным разведочных выработок с включением (при устойчивой мощности и выдержанном качестве полезных ископаемых) ограниченной зоны экстраполяции; контуры запасов категории Cj — на основании данных разведочных выработок и экстраполяции по геологическим и геофизическим данным; контуры запасов категории С2 — на основании определения качества полезных ископаемых по единичным пробам и образцам или по данным примыкающих разведочных участков в пределах геологически благоприятных структур и комплексов горных пород.

Помимо запасов перечисленных категорий для оценки потенциальных возможностей рудных зон, полей, бассейнов и районов при необходимости на основе общих геологических представлений определяются так называемые прогнозные запасы.

При наличии комплексных полезных ископаемых запасы содержащихся в них основных ценных компонентов учитывают по одним и тем же категориям, в то время как запасы сопутствующих ценных компонентов могут (в зависимости от степени их изученности) подсчитываться и по другим категориям.

Запасы, включающие в себя общее количество полезных ископаемых, выявленных при разведке месторождения, называют геологическими. Далеко не все геологические запасы подлежат в настоящее время извлечению из земных недр, только часть из них содержит полезные ископаемые, которые по своим качественным характеристикам удовлетворяют требованиям промышленности и могут быть рентабельно использованы в народном хозяйстве.

Проектирование горных предприятий производят при наличии на месторождении или его участке утвержденных ГКЗ (Государственной комиссией по запасам) балансовых запасов полезных ископаемых категорий А, В, С{. Соотношение этих категорий запасов устанавливают в зависимости от сложности разведуемых 4Ь месторождений или их участков. При этом выделяют три группы месторождений.

К первой группе относят месторождения простого строения с выдержанной ч: щностью тел полезных ископаемых и равномерным распределением полезных :с: мпонентов. По категории А для этих месторождений должно быть разведано не менее 10 % балансовых запасов, а по категориям А + В — не менее 30 % (для месторождений коксующихся углей эти величины соответст-венно должны составлять 30 и 60%).

Ко второй группе относят месторождения сложного строения с невыдержан-: Л мощностью тел полезных ископаемых или неравномерным распределением ~:лезных компонентов. Для этих месторождений не менее 20 % запасов должно : ыть разведано по категории В.

К третьей группе относят месторождения очень сложного строения с резко : зменчивой мощностью тел полезных ископаемых или с исключительно невыдер- жзыным содержанием полезных компонентов. Для этих месторождений допускает разведку запасов по категории Q.

При проектировании горных предприятий для определения перспектив их развития, а также для более полного использования минеральных ресурсов необходимо учитывать запасы категории С2 и забалансовые запасы.

В процессе проектирования горных предприятий определяют так называемые промышленные запасы, представляющие собой количество полезных ископаемых, которое может быть добыто из разведанного месторождения при его разработке.

При разработке разведанного месторождения некоторое количество полезных ископаемых оставляют в недрах — «теряют»; потери полезных ископаемых, считываемые при проектировании горных предприятий, и представляют собой разницу между балансовыми и промышленными запасами.

Разработка месторождения обычно сопровождается проведением эксплуатационной разведки, в результате которой категории разведанности запасов той или иной части месторождения повышаются, а также меняется соотношение балансовых и забалансовых запасов. Выемка полезных ископаемых, естественно, приводит к уменьшению балансовых запасов. С учетом изложенного происходит изменение состояния запасов, называемое движением запасов. На горных предприятиях геолого-маркшейдерская служба ведет строгий учет состояния и движения запасов, осуществляет оперативный пересчет запасов.

По относительной ценности запасы Z(- подразделяются на балансовые и забалансовые. Следовательно,

Балансовые запасы подразделяются на промышленные и потери, т. е.

Потери — часть балансовых запасов, остающаяся в недрах при их разработке. Отношение потерь к балансовым запасам называют коэффициентом потерь Кп, т. е.

Кп — /Z6aA.

Вполне очевидно, что С + Kn= 1.

Избежать потерь полезного ископаемого при разработке практически невозможно. Их величина зависит от экономических, геологических и технических факторов. Основными из них являются: мощность и угол падения, наличие охраняемых объектов на поверх-ности месторождения, сложность залегания, способ разработки, применяемая техника и технология добычи и др. Осуществление мероприятий по снижению потерь нередко связано с дополнительными затратами, что влечет за собой удорожание добычи.

Фактический уровень потерь для различных месторождений колеблется в широких пределах. Например, на угольных месторождениях с пологими и наклонными пластами средней мощности потери достигают 10— 15 %, с мощными крутонаклонными и крутыми — 25 — 30 % и более.

На рудных месторождениях в зависимости от применяемых способов разработки геотехнологии потери колеблются в пределах 4 — б % до 40 — 50 %.

В предложенной акад. М.И. Агошковым классификации потерь твердых полезных ископаемых при разработке месторождений, принятой в «Типовых методических указаниях по определению и учету потерь при добыче», в основу положены два признака: состояние потерянного полезного ископаемого и его местонахождение.

По этой классификации все виды потерь делят на два класса, которые раздельно и по-разному учитываются.

класс — общерудничные потери.

К ним относят: оставление руды в неизвлекаемых охранных целиках по границам горного отвода, около капитальных горных выработок, под зданиями и сооружениями, под коммуникациями, водоемами, водоносными горизонтами, заповедными зонами и т. п.

класс — эксплуатационные потери, т. е. потери, происходящие в процессе разработки.

В свою очередь, эксплуатационные потери по состоянию потерянного полезного ископаемого делят на две группы.

Потери руды в массиве — в целиках, в которых проведены горноподготовительные выработки, в опорных (поддерживающих) целиках внутри выемочного участка, в ограждающих целиках около мест завалов, затоплений, пожаров, а также в местах выклинивания залежи, в подработанных частях рудного тела, в очистном пространстве в результате неполной отбойки у контакта залежи и т. п.

Потери отделенной от массива (отбитой) руды — оставленной в выработанном пространстве слишком сильно разубоженной руды или застрявшей на неровностях лежачего бока, просыпанной рудной мелочи в закладку, а также в местах обрушений, завалов, затоплений, с очагами возгорания, погрузки, разгрузки, складирования, сортировки руды и на транспортных путях горного производства.

Кроме количественных потерь при добыче часто происходят качественные потери — снижение качества добытого полезного ископаемого как следствие примешивания к нему вмещающих пород (пустых или с непромышленным содержанием полезного компонента). Примешивание породы к полезному ископаемому и происходящее в результате этого снижение качества добытого полезного ископаемого (по сравнению с природным) принято называть разубоживанием.

Разубоживание полезного ископаемого бывает эксплуатационным, и его делят на три группы.

Разубоживание от засорения вмещающими породами или закладочным материалом – из-за неточной отбойки руды у контакта залежи (из-за «прихвата» пустых пород), отслоений пустых пород с боков очистного пространства, при выпуске руды под обрушенными породами, когда часть пород смешивается с рудой и выдается как рудная масса, при валовой отбойке очень тонких рудных тел и т п

Разубоживание от потери полезного ископаемого с повышенным содержанием полезного компонента – при просыпании в закладку, через щели настилов обогащеннои рудной мелочи, при доставке и транспортировке, а также при оставлении в очистном пространстве целиков из сравнительно богатой залежи (крайне редко).

Разубоживание от выщелачивания шахтной водой полезных компонентов содержащихся в полезном ископаемом в виде растворимых соединений

Как количественные, так и качественные потери (разубоживание) отрицательно влияют на экономические показатели разработки месторождений

Количественные потери вызывают рост затрат на разведку, увеличение амортизации капитальных затрат и расходов по подготовке к очистной выемке на добытое полезное ископаемое, а также приводят к недополучению прибыли от потерянной части полезного ископаемого. Кроме непосредственного экономического ущерба потери ведут к сокращению срока существования рудника (шахты, этажа) и необходимости досрочного вложения затрат в строительство нового рудника (шахты) или вскрытие и подготовку н ового этажа. При разработке полезных ископаемых, склонных к возгоранию или самовозгоранию потери могут являться причиной возникновения рудничных пожаров, приносящих огромный ущерб.

Применение способов и систем разработки с повышенными количественными потерями обычно бывает оправдано снижением себестоимости добычи или качественных потерь.

Необходимо иметь в виду, что качественные потери (разубоживание) при добыче приводят к экономическому ущербу для предприятия не менее значительному, чем количественные потери. Этот ущерб выражается: в непроизводительных затратах на транспортирование примешанной породы и переработку ее на обогатительной фабрике или металлургическом заводе; в увеличении потерь полезного компонента при переработке разубоженной руды; в снижении производственной мощности перерабатывающих руду предприятий по конечной продукции (концентрату, металлу) и нередко — в ухудшении качества этой продукции.

В итоге качественные потери при добыче приводят к недополучению предприятием прибыли, часто в очень больших размерах.

Разубоживание принято выражать как отношение количества примешанной породы (В) к общему количеству добытой рудной массы (Д).

Но определить количество примешанной породы в добытой руде не всегда возможно. Поэтому величину разубоживания выражают также через снижение содержания полезного компонента в добытой руде (рудной массе) по сравнению с содержанием в руде в месторождении.

Разубоживание по содержанию в процентах:

Поскольку количественные и качественные потери в процессе разработки между собой взаимосвязаны (обычно с увеличением количественных потерь снижаются качественные потери), то допускаемую величину тех и других нужно определять совместным технико-экономическим расчетом.

Источник