Как называется пустая порода покрывающая месторождения полезных ископаемых
Помимо полезных ископаемых, в состав минерального сырья входят и так называемые пустые породы. Что это такое? Почему они получили такое название? Ответ на эти вопросы кратко будет дан в статье. Кроме того, будет кратко рассказано, что такое обогащение, и описано его практическое значение.
Научное определение
Под пустыми породами в науке и промышленности понимают породы, не представляющие никакой практической ценности. Они обычно сопровождают залежи полезных ископаемых, и часто их не так-то легко отделить – для этого необходимы особые процессы обработки.
Так, пустая порода руды, например, состоит из оксидов алюминия, кальция, магния, кремния. Минералы, образованные ими, носят название силикатов, алюмосиликатов.
Как поясняет “Горная энциклопедия”, пустые породы извлекаются из недр вместе с полезными ископаемыми и направляются в отвалы – места размещения на поверхности некондиционного минерального сырья. Отвалообразованием обычно завершаются так называемые вскрышные работы на карьерах, которые открывают доступ к полезным ископаемым и подготавливают их к выемке. Всем известные терриконы представляют собой не что иное, как отвалы – горы пустой породы, извлеченной из шахт или (возле горнообогатительных фабрик) являющейся отходами обогащения.
Что такое обогащение
Обогащение применяется в том случае, если пустые породы не могут быть полностью отделены от полезных ископаемых по каким-либо причинам. Под этим термином понимают процессы первичной обработки минерального сырья. Цель – отделение ценных полезных ископаемых от пустых пород и друг от друга. Ведь в железной руде, например, помимо рассматриваемых нами пород, могут содержаться и другие ценные ископаемые – оксиды никеля, молибдена, ванадия, хрома, марганца, вольфрама.
Обогащение включает в себя несколько этапов, на которых, в свою очередь, проводятся определенные операции. Так, подготовительный этап включает процессы дробления и измельчения, грохочения (разделения частиц породы в соответствии с размерами) и классификации.
На основном этапе из сырья выделяются полезные компоненты – один или несколько. Для этого опираются на отличия пустых пород от полезных ископаемых и последних друг от друга в электропроводности, смачиваемости, плотности, магнитной восприимчивости, химических свойствах, растворимости и т. д. Заключительный этап подразумевает обезвоживание и сушку продуктов переработки.
Результат процесса обогащения
В результате обогащения получают концентрированные породы, готовые к переработке, и так называемые отвальные хвосты, состоящие в основном из пустых пород. Ценные ископаемые практически отсутствуют в них либо присутствуют в такой концентрации, что дальнейшая переработка такого сырья попросту нецелесообразна. Помимо этого, в процессе обогащения могут получать и промежуточные продукты, концентрация полезных компонентов в которых более высокая, чем в отходах, но более низкая, чем в целевых продуктах.
Процесс обогащения осуществляется на обогатительных фабриках, рядом с которыми постепенно вырастают горы пустой породы.
Использование отходов
Несмотря на свою кажущуюся бесполезность, эти породы могут найти применение в промышленности и строительстве. Так, их используют при рекультивации, в дорожном строительстве, ими заполняют горные выработки, засыпают овраги. Многие из пустых пород, ранее считавшихся ненужными, нашли свое применение в современной промышленности, к примеру хибинский нефелин. Раньше при получении апатитового концентрата нефелин отправляли в отходы, в настоящее же время, благодаря проведенным научным изысканиям, он используется в ряде отраслей промышленности. Таким образом, пустые породы, несмотря на свое говорящее название, могут с успехом применяться и приносить пользу.
Пустая порода, которая покрывает залежи полезного ископаемого, называется вскрыша. Вскрышную породу вынимают, если добыча идёт открытым способом. Вскрышные работы – это процесс устранения вскрыши с целью получения ценного природного материала. Величина вскрыши и определяет целесообразность добывания того или иного полезного ископаемого. Инженеры рассчитывают коэффициент вскрыши, то есть отношение объёма полезного ископаемого к объёму вскрыши. Если горные породы крепкие, то для устранения верхнего слоя используют буровзрывные устройства. Вскрышные породы размещают в отвалах или в выработанном карьерном пространстве. Пригодные к использованию породы перерабатывают и применяют в строительстве. Так, например, всегда можно найти, где использовать щебень, глину, песок, мел и известняк.
Для того чтобы вынуть и погрузить разрыхлённый поверхностный слой, надо пригнать на место разработок экскаваторы, землеройно-транспортирующие и погрузочно-транспортирующие машины. Перевозится порода железнодорожным, конвейерным или автомобильным транспортом. Иногда используются скиповые подъёмники, подвесные канатные дороги и гидравлический транспорт. Часто применяется комбинированный способ перевозки: вначале горную массу везут автосамосвалы, потом в дело вступает конвейерный, гидравлический и железнодорожный транспорт. Как перевозить вскрышу зависит от её вида, толщины, физических характеристик и так далее.
Медный рудник.
Наша страна богата полезными ископаемыми, среди которых есть и знаменитые. Основные разработки велись в советское время, когда всё было общим и шло на пользу государства. Сегодня простым гражданам не тепло и не холодно от того, что у нас такие богатые недра. Ведь всё прибрали к рукам частники, которые думают только о быстрой наживе. Летом 1966 года на юге Урала был открыт рудник, который назвали «Юбилейным месторождением». В этом медно-колчеданном месторождении обнаружилось шесть рудных залежей. Больше всего в руде было обнаружено серебра, золота, серы, цинка и меди. В Юбилейном месторождении есть и другие полезные ископаемые, которые очень интересны государству.
Со времени открытия Юбилейного месторождения горные работы неоднократно прерывались по различным причинам. На карьере работают вахтовым методом, с 2000 по 2006 годы разработки вела «Хайбуллинская горная компания». В меловых отложениях также были обнаружены газоконденсатные залежи. Также на Юбилейном месторождении есть газ.
Угольный рудник.
Многие слышали о «Восточно – Бейском» разрезе, в котором добыча каменного угля идёт открытым способом. Все горные работы проходят на участке под названием Чалпан 2. Располагается это богатейшее месторождение в республике Хакасия, в двенадцати километрах от пос. Кирба. Первые проектные работы на участке проводились в 1987 году. На сегодняшний день данный участок приносит больше двух миллионов тонн угля в год. С 2010 года на «ВБР» работает экскаватор «Либхерр», который своим семи — кубовым ковшом покорил сердца работников организации. Также производительность увеличилась, благодаря американскому буровому станку DML.
Вообще, Хакасию можно назвать старейшим угледобывающим регионом Российской Федерации. Впервые об угле Хакасии заговорили в 1772 году. Всерьёз угольной промышленностью в этом районе начала заниматься Вера Баландина – учёный и предприниматель. Даже Менделеев, Вавилов и Мечников по достоинству оценили её работы. В 1907 году в Черногорске Баландина открыла первые шахты.
Ещё один крупнейший угольный рудник.
Эльгинское угольное месторождение – это крупнейший в мире неразработанный рудник, в котором находится больше двух миллиардов тонн угля. Пологие пласты полезных ископаемых достигают пятнадцати метров в толщину. Находится этот кладезь на юге Якутии, в центре Токинского угленосного месторождения. Если разработать данный рудник, можно обеспечить углём страны Азиатско – Тихоокеанского региона. К тому же полезными ископаемыми Эльгинского угольного месторождения можно обеспечить всю нашу Родину и в первую очередь Дальний Восток. Поскольку отсюда сложно вывозить уголь, месторождение длительное время не было востребовано. Разрабатывать территорию Эльгинского угольного месторождения можно открытым способом. Поэтому для добычи можно использовать экскаваторно-автомобильные комплексы с большой мощностью. На Эльгинском угольном месторождении коксующийся уголь имеет большое количество летучих веществ и высокую летучесть, в нём немного серы, фосфора и азота. В 2011 году Эльгинскому угольному месторождению дали возможность приносить пользу людям. Отдавая то, что хранилось в Эльгинском угольном месторождении тысячелетия, горнодобывающие предприятия отдают не просто полезные ископаемые, а возможность жить в тепле и уюте.
Полезное ископаемое – содержащееся в земной коре природное минеральное или органическое вещество, которое целесообразно добывать и использовать в народном хозяйстве или для личных потребностей, как в сыром виде, так и после соответствующей переработки. Полезные ископаемые бывают: горючие (энергоносители) и негорючие (руды).
Горные породы – естественные минеральные образования, сформировавшиеся вследствие геологических процессов, более или менее постоянного состава и строения, слагающие земную кору и залегающие в ней в виде самостоятельных тел.
Руда – минеральное образование с содержанием полезных компонентов, обеспечивающим экономическую целесообразность их извлечения при современном уровне развития техники.
Руды принято классифицировать по трем признакам: виду полезных компонентов, их количеству и характеру оруденения.
По виду полезных компонентов выделяют руды металлические (руды черных, цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов) и неметаллические (апатитовые и фосфоритовые руды; калийные и каменные соли; гипс, известняк и другие породы для производства строительных материалов; руды, содержащие слюду, пьезокварц, графит, драгоценные камни и некоторые другие виды минерального сырья).
В зависимости от количества входящих полезных компонентов руды делятся на простые (однокомпонентные, или монометаллические) и сложные (полиметаллические). Руды цветных металлов чаще всего бывают полиметаллическими.
По характеру оруденения руды делятся на сплошные и вкрапленные. Сплошные руды имеют четко выраженные, легко отличимые на глаз границы с вмещающими породами. Вкрапленные же руды представляют собой горную породу, пронизанную мелкими, иногда почти невидимыми включениями рудных минералов в виде точек, звездочек, крошечных прожилков. Контуры вкрапленных руд устанавливаются обычно по данным опробования и на глаз практически неразличимы.
Порода (пустая порода) – минеральное образование, не являющееся объектом извлечения полезных компонентов при разработке месторождений (или минеральное соединение, не содержащее полезных компонентов или содержащее их слишком мало для рентабельной переработки).
Руда и порода – понятия относительные, поскольку по мере развития способов обогащения и добычи руд в переработку вовлекаются породы с более низким содержанием. Минеральное соединение, считавшееся ранее породой, в настоящее время может являться рудой.
Вмещающая порода – горная порода, окружающая рудное тело или включенная в него, которая либо совсем не содержит полезных компонентов, либо содержит их, но в количестве, недостаточном для экономического оправдания добычи и переработки.
Рудной массой называется смешанная при добыче руда с пустой породой.
Горной массой называют всю выданную на поверхность руду и породу, как в смешанном виде, так и раздельно, сюда же входит и порода, полученная при проведении горных выработок. На некоторых горнодобывающих предприятиях установились понятия о сырой и товарной руде. Сырой называют руду (с высоким содержанием полезного компонента), направляемую в плавку без обогащения, а товарной рудой называют совокупность сырой руды и концентрата, полученную после обогащения бедной руды, отгруженной потребителю.
Рудное месторождение – естественное скопление в земной коре полезного ископаемого, разработка которого экономически выгодна.
ЛЕКЦИЯ №3
Технологическая характеристика руд и вмещающих пород.
Полезным ископаемым называется всякое природное минеральное вещество, которое при современных технико-экономических условиях целесообразно извлекать из недр земли для промышленного использования.
Месторождение полезных ископаемых – это естественное скопление полезных ископаемых в земной коре.
Месторождение считается промышленным, если разработка его данном уровне развитии техники и экономики выгодна.
По физическому состоянию полезные ископаемые делят на твердые (уголь, руды, горно-химические, строительные материалы), жидкие (нефть, минеральные воды), газообразные.
Принято также месторождения делить на рудные и нерудные. Отличительной чертой рудных месторождений является необходимость их дальнейшей переработки для извлечения содержащихся в них полезных компонентов.
Горные породы, окружающие месторождения (вмещающие породы) или включения в него не содержащие металла (полезных минералов) или содержащие его в количестве, недостаточном для промышленной переработки, принято называть пустыми породами.
Граница между рудными и нерудными ископаемыми условна. Многие полезные ископаемые, которые раньше использовались сразу после добычи, в настоящее время подвергаются комплексной переработке (уголь и др.). Разделение месторождений на промышленные и непромышленные также условна. Месторождения с одинаковой по составу и качеству рудой м.б. промышленным вследствие благоприятных горно-геологических условий разработки (малая мощность покрывающих пород, большая мощность рудного тела) и непромышленным ввиду трудности эксплуатации.
Пример: В Криворожском бассейне много млрд. запасы ж/руд с содержанием Fe ниже 30-35%, залегающие вблизи поверхности, считались ранее непромышленными, а теперь разрабатываются (развитие техники, технологии).
По этим причинам стало экономически целесообразно разрабатывать бедные титаномагнетитовые руды Качканарского месторождения на Урале (16-17% Fe).
Большое значение имеет также потребность народного хозяйства страны или данного района в том или ином металле или минерале.
По промышленной принадлежности месторождения полезных ископаемых группируют следующим образом:
1. Топливно-энергетическое сырье: нефть, газ, уголь, уран.
2. Черные, легированные и тугоплавкие металлы: руды железа, марганца, хрома, титана, ванадия, никеля, вольфрама, ниобия, тантала, циркония.
3. Цветные металлы: руды алюминия, меди, цинка, олова висмута, ртути, сурьмы.
4. Благородные металлы: золото, серебро, платиноиды.
5. Химическое и агрономическое сырье: калийные соли, апатиты, фосфориты, сера, плавиковый шпат.
6. Техническое сырье: алмазы, асбест, графит, пьезокварц, исландский шпат, мусковит, флогопит.
7. Флюсы и огнеупоры: кальцит, доломит, кварц и кварцит.
8. Строительные материалы, цементное сырье.
9. Ювелирное сырье: драгоценные и поделочные камни
Сейчас мы вкратце рассмотрим основные руды и минералы.
Руды и минералы цветных металлов.
Руды для получения глинозема и алюминия. Основным сырьем для алюминиевой промышленности является бокситы, которые перерабатываются на глинозем гидрохимическим способом, способом спекания или комбинированным. Из глинозема электротермическим путем получается Аl. Бокситы – это горная порода, состоящая из гидроокислов алюминия, окислов и гидроокислов Fe.
Медные руды: главное значение имеют 4 промышленных типа месторождений меди: медно-никелевый, медистых песчаников и сланцев, медно-колчеданный медно-порфировый.
Эндогенные свинцово-цинковые (полиметаллические) руды главные минералы: галенит, сфалерит, халькопирит. Серебро связано с галенитом. Золото встречается в свободном состоянии или входит в состав пирита и халькопирита.
Вольфрамовые и молибденовые руды: Они сосредоточены в россыпях, штокверковых и скарновых месторождениях. Min содержание трехокиси вольфрама составляет 0,2 %, в рудах – 0,07 %.
Главный минерал вольфрама – вольфрамит (Mn, Fe) WО4, шеелит (Са Wo4), гюбнерит (MnWo4), верберит (Fe Wo4), молибдена – молибденит (МоS2), повеллит (СаМоО4).
В вольфрамовых рудах присутствуют: пирит, халькопирит, арсенопирит, галенит, золото и др.
Оловянные руды: Главный рудный минерал: – касситерит.
Сопутствующие минералы: галенит, пирит, халькопирит, пирротин, арсенопирит, сфалерит, серебросодержащие, висмутовые, сурьмяные и др. минералы.
Золотосодержащие руды: Месторождения представлены эндогенными, экзогенными и метаморфогенными образованиями. В свободном виде золото содержат кварцевые, тальковые, баритовые руды. Аu обычно связано химически с другими элементами. Сложные золотосодержащие руды: мышьяковистые, сурьмянистые и др. Сопутствующие минералы: пирит, халькопирит, арсенопирит.
Руды и минералы черных металлов
Железные руды. В зависимости от основного рудообразующего минерала определяются технологические свойства руды. Так, промышленные железные руды делятся на следующие типы: магнетитовые, полумартитовые, мартитовые, содержащие до 60-65% Fe; титано-магнетитовые-до 50% Fe и до 20% двуокиси титана; гематитовые и гидрогематитовые (красные железняки) – до 50-60% Fe; гидрогематитовые (бурые железняки) – до 40-50% Fe; сидеритовые (силикатные) – до 25-40 % Fe.
Полезными примесями в железных рудах является марганец, никель, медь, хром, титан, кобальт, вольфрам, молибден.
Марганцевые руды: по генезису это осадочные, магматогенные, метаморфизованные месторождения. Значительная часть (до 95 %) запасов марганцевых руд сосредоточено в осадочных месторождениях морского происхождения. Главные минералы: пиролюзит (МnO2), родохрозит [Mn(CO3)], браунит (Mn21Mn631SiO2), гаусманит (MnMn2O4) и др.
Хромовая руда: Главные минералы: магнохромит [(Mg,Fe)Cr2O4], хромниконит [(Mg,Fe)(CrAl)2O4], хромит (Fe Cr2O4).
Неметаллические руды и минералы.
Асбест – минерал, легко расчленяется на тонкие прочные волокна. Этим свойствам обладают минералы 2-х групп: серпентина и амфибола.
Плавиковый шпат (флюрит) (СаF2).
Потребители: химическая промышленность (фтористые соединения); черная металлургия и цементная промышленность (применяется в качестве флюса); стекольное и эмалевое производство.
Фосфатное сырье: Главный минерал: апатит.
Сопутствующие минералы: нефелин, сфен, минералы Fе, слюды, фтор. Апатитонефелиновые руды содержат 22 % Р2О5 (пятиокиси фосфора); фосфоритовые руды – 25-30%.
Элементы залегания рудного месторождения.
На выбор системы и технологию разработки наибольшее влияние оказывают его форма (морфология), размеры и условия залегания.
ЛЕКЦИЯ №3
Технологическая характеристика руд и вмещающих пород.
Полезным ископаемым называется всякое природное минеральное вещество, которое при современных технико-экономических условиях целесообразно извлекать из недр земли для промышленного использования.
Месторождение полезных ископаемых – это естественное скопление полезных ископаемых в земной коре.
Месторождение считается промышленным, если разработка его данном уровне развитии техники и экономики выгодна.
По физическому состоянию полезные ископаемые делят на твердые (уголь, руды, горно-химические, строительные материалы), жидкие (нефть, минеральные воды), газообразные.
Принято также месторождения делить на рудные и нерудные. Отличительной чертой рудных месторождений является необходимость их дальнейшей переработки для извлечения содержащихся в них полезных компонентов.
Горные породы, окружающие месторождения (вмещающие породы) или включения в него не содержащие металла (полезных минералов) или содержащие его в количестве, недостаточном для промышленной переработки, принято называть пустыми породами.
Граница между рудными и нерудными ископаемыми условна. Многие полезные ископаемые, которые раньше использовались сразу после добычи, в настоящее время подвергаются комплексной переработке (уголь и др.). Разделение месторождений на промышленные и непромышленные также условна. Месторождения с одинаковой по составу и качеству рудой м.б. промышленным вследствие благоприятных горно-геологических условий разработки (малая мощность покрывающих пород, большая мощность рудного тела) и непромышленным ввиду трудности эксплуатации.
Пример: В Криворожском бассейне много млрд. запасы ж/руд с содержанием Fe ниже 30-35%, залегающие вблизи поверхности, считались ранее непромышленными, а теперь разрабатываются (развитие техники, технологии).
По этим причинам стало экономически целесообразно разрабатывать бедные титаномагнетитовые руды Качканарского месторождения на Урале (16-17% Fe).
Большое значение имеет также потребность народного хозяйства страны или данного района в том или ином металле или минерале.
По промышленной принадлежности месторождения полезных ископаемых группируют следующим образом:
1. Топливно-энергетическое сырье: нефть, газ, уголь, уран.
2. Черные, легированные и тугоплавкие металлы: руды железа, марганца, хрома, титана, ванадия, никеля, вольфрама, ниобия, тантала, циркония.
3. Цветные металлы: руды алюминия, меди, цинка, олова висмута, ртути, сурьмы.
4. Благородные металлы: золото, серебро, платиноиды.
5. Химическое и агрономическое сырье: калийные соли, апатиты, фосфориты, сера, плавиковый шпат.
6. Техническое сырье: алмазы, асбест, графит, пьезокварц, исландский шпат, мусковит, флогопит.
7. Флюсы и огнеупоры: кальцит, доломит, кварц и кварцит.
8. Строительные материалы, цементное сырье.
9. Ювелирное сырье: драгоценные и поделочные камни
Сейчас мы вкратце рассмотрим основные руды и минералы.
Руды и минералы цветных металлов.
Руды для получения глинозема и алюминия. Основным сырьем для алюминиевой промышленности является бокситы, которые перерабатываются на глинозем гидрохимическим способом, способом спекания или комбинированным. Из глинозема электротермическим путем получается Аl. Бокситы – это горная порода, состоящая из гидроокислов алюминия, окислов и гидроокислов Fe.
Медные руды: главное значение имеют 4 промышленных типа месторождений меди: медно-никелевый, медистых песчаников и сланцев, медно-колчеданный медно-порфировый.
Эндогенные свинцово-цинковые (полиметаллические) руды главные минералы: галенит, сфалерит, халькопирит. Серебро связано с галенитом. Золото встречается в свободном состоянии или входит в состав пирита и халькопирита.
Вольфрамовые и молибденовые руды: Они сосредоточены в россыпях, штокверковых и скарновых месторождениях. Min содержание трехокиси вольфрама составляет 0,2 %, в рудах – 0,07 %.
Главный минерал вольфрама – вольфрамит (Mn, Fe) WО4, шеелит (Са Wo4), гюбнерит (MnWo4), верберит (Fe Wo4), молибдена – молибденит (МоS2), повеллит (СаМоО4).
В вольфрамовых рудах присутствуют: пирит, халькопирит, арсенопирит, галенит, золото и др.
Оловянные руды: Главный рудный минерал: – касситерит.
Сопутствующие минералы: галенит, пирит, халькопирит, пирротин, арсенопирит, сфалерит, серебросодержащие, висмутовые, сурьмяные и др. минералы.
Золотосодержащие руды: Месторождения представлены эндогенными, экзогенными и метаморфогенными образованиями. В свободном виде золото содержат кварцевые, тальковые, баритовые руды. Аu обычно связано химически с другими элементами. Сложные золотосодержащие руды: мышьяковистые, сурьмянистые и др. Сопутствующие минералы: пирит, халькопирит, арсенопирит.
Руды и минералы черных металлов
Железные руды. В зависимости от основного рудообразующего минерала определяются технологические свойства руды. Так, промышленные железные руды делятся на следующие типы: магнетитовые, полумартитовые, мартитовые, содержащие до 60-65% Fe; титано-магнетитовые-до 50% Fe и до 20% двуокиси титана; гематитовые и гидрогематитовые (красные железняки) – до 50-60% Fe; гидрогематитовые (бурые железняки) – до 40-50% Fe; сидеритовые (силикатные) – до 25-40 % Fe.
Полезными примесями в железных рудах является марганец, никель, медь, хром, титан, кобальт, вольфрам, молибден.
Марганцевые руды: по генезису это осадочные, магматогенные, метаморфизованные месторождения. Значительная часть (до 95 %) запасов марганцевых руд сосредоточено в осадочных месторождениях морского происхождения. Главные минералы: пиролюзит (МnO2), родохрозит [Mn(CO3)], браунит (Mn21Mn631SiO2), гаусманит (MnMn2O4) и др.
Хромовая руда: Главные минералы: магнохромит [(Mg,Fe)Cr2O4], хромниконит [(Mg,Fe)(CrAl)2O4], хромит (Fe Cr2O4).
Неметаллические руды и минералы.
Асбест – минерал, легко расчленяется на тонкие прочные волокна. Этим свойствам обладают минералы 2-х групп: серпентина и амфибола.
Плавиковый шпат (флюрит) (СаF2).
Потребители: химическая промышленность (фтористые соединения); черная металлургия и цементная промышленность (применяется в качестве флюса); стекольное и эмалевое производство.
Фосфатное сырье: Главный минерал: апатит.
Сопутствующие минералы: нефелин, сфен, минералы Fе, слюды, фтор. Апатитонефелиновые руды содержат 22 % Р2О5 (пятиокиси фосфора); фосфоритовые руды – 25-30%.
Элементы залегания рудного месторождения.
На выбор системы и технологию разработки наибольшее влияние оказывают его форма (морфология), размеры и условия залегания.
Классификация рудных тел месторождений полезных ископаемых
| По геометрическому признаку | По взаимоотношению с вмещающими породами | |
| Сингенетические тела (одновременное образование) | Эпигенетические тела (вторичная возникшая после осадочных) | |
| Изометрические тела | Шток, гнезда вкрапленность | Шток, гнезда вкрапленность |
| Пластообразные | Пласт, линза чечевица | Жила, седловидная жила, линза |
| Столбообразные | – | Столбчатая жила, |
| Сложные тела | Сложный пласт | Штокверк, сетчатая жила, сложная жила |
Горно-геологическая характеристика месторождений.
Форма и размеры рудного тела чаще имеют неправильную форму. Размеры по простиранию и падению изменяются от нескольких десятков до сотен метров, доходя до нескольких км.
Основные элементы залегания:
Мощность рудного тела: тонкие – <0,8 м – подработка вмещающих пород; маломощные – от 0,8 до 3 м;
Средней мощности – от 3 до 20 м., в которых располагают выемочные блоки длинной стороной по простиранию.
Мощные: > 20 м., блоки длинной стороной располагают вкрест простирания.
Весьма мощные: >50-80 м, при которых этаж на блоки делят не только по простиранию, но и вкрест простирания, а пологое рудное тело – на этажи.
Угол падения (α). Различают: крутопадающие > 500. При подготовке разделяют залежь на этажи. Возможно транспортирование отбитой руды под собственным весом.
Наклонные – от 200 до 500. Также делят на этажи, но наклон недостаточен для транспортирования под собственным весом. Возможна взрывная доставка.
Пологие: до 200. Рудные тела отрабатываются без деления на этажи. В т.ч. горизонтальные: до 30, что делает возможным рельсовую откатку.
По крепости: руды и породы подразделяются на:
мягкие – f до 4. Возможная механическая отбойка. Бурение шпуров и скважин осуществляется электросверлами (в случае взрывной отбойки).
Средней крепости – f=4-9 возникает необходимость применения БВР.
Крепкие – f = 9-15. В затратах на отбойку основная часть приходятся на бурение.
Весьма крепкие: – f>15. Основная доля затрат при очистной выемке приходится на отбойку.
По устойчивости: руды и породы подразделяются на:
1. Весьма неустойчивые (исключается разработка без крепления).
2. Неустойчивые – требуют прочного поддержания вслед за выемкой.
3. Малоустойчивые – обрушаются при пролете обнажения примерно более 3-х м.
4. Средней устойчивости – допускают обнажение кровли на сравнительно большой площади (до 100 м2), но требуют поддержания при длительном стоянии.
5. Устойчивые – допускают очень значительное обнажения (с пролетом 600 м2), но требуют поддержания при длительном стоянии.
6. Весьма устойчивые – допускают обнажения без крепления до 1000 м2 и более, при длительной эксплуатации не требуют крепления.
Нужно учитывать, что трещиноватость может снизить устойчивость крепких пород. Густая сеть трещин способствует хорошему дроблению, редкие трещины увеличивают выход негабарита.
Слеживаемость руд – исключает или резко ограничивает применение систем разработки с магазинированием руды и перепуском руды под собственным весом.
Возгораемость руд. Некоторые руды при длительном пребывании в отбитом состоянии окисляются и самовоспламеняются. Разогревание происходит от нескольких дней до месяца и года. Она свойственна рудам содержащим серу до 10-15% в зависимости от минерального состава.
Обводненность. Снижает устойчивость народного массива, требует дренажных работ.
Ценность руды. Определяется содержанием полезных компонентов и их ценностью. Fe – от 28-35 до 55-65%. Цветных металлов – от 0,4 – 1,5% и более. Редких металлов – десятки и сотни доли %. Благородные – г/т; Алмазы – стомиллионными долями.
Большинство руд цветных, редких, благородных металлов содержат по несколько компонентов (до 30) и более.
От ценности зависит выбор методов работ. Добыча бедной руды выгодна при дешевых методах работ.
Свойства вмещающих пород. Разнообразная крепость и устойчивость. Контакт с рудой бывает «расплывчатый» и отчетливый (четкий). При четких контактах предъявляются более жесткие требования к точности отбойки и чистоте выемки.
Другие особенности: Глубина залегания месторождений составляет от нескольких десятков метров до 3,5 км. и более. Толща обводненных наносов, различных рассолов (алмазы) над рудой.
Горные работы постепенно понижаются в пределах от 10-15 до 20-25 м/год в различных районах. Начиная с глубины 400-600 м, значительно затрудняется поддержание выработок и ограничивается применение методов добычи, связанных с оставлением пустот.
Общие особенности условий разработки рудных месторождений:
Таким образом, рудные месторождение по своим горно-геологическим условиям чрезвычайно разнообразны и их характеристик могут изменяться в широких пределах.
Соответственно разнообразны применяемые техника и технология горных работ.
Для подавляющего большинства рудников стереотипное решение возможны лишь по отдельным элементам работ, но никак ни по всему комплексу. Исключается возможность ограничиться одним направлением для всех рудников (например комбайновая выемка).