Классификация залежей полезных ископаемых по углу падения
02.08.2016
Залежи полезных ископаемых, разрабатываемые открытым способом, по углу падения объединяют в следующие группы (рис. 3.3):
1) горизонтальные и пологие (углы падения до 8—10°);
2) наклонные (от 8—10 до 25—30°);
3) крутонаклонные (от 25—30 до 55°);
4) крутые или крутопадающие (от 55 до 90°);
5) сложные, характеризующиеся переменными значениями азимутов и углов падения в связи с залеганием в складчатых структурах, зонах разрывных нарушений и др.
Рассмотренное деление залежей по углу падения принято на основе технологии ведения открытых горных работ. Так, при горизонтальном и пологом залегании вскрытие проводят сразу на всю глубину карьера, как правило, внешними траншеями. Наклонные и крутые залежи вскрывают внутренними траншеями.
От угла падения залежей зависит выбор систем разработки. Размещение отвалов в выработанном пространстве карьера возможно при разработке горизонтальных и пологих залежей с применением сплошных систем (рис. 3.4, а). Реже это допускается при разработке вытянутых наклонных и крутонаклонных залежей.
Условия залегания наклонных и крутопадающих тел, распространяющихся на значительную глубину, не позволяют использовать выработанное пространство для размещения пустых пород. В этих условиях применяются углубочные системы разработки с перевозкой вскрыши на внешние отвалы средствами транспорта (см. рис. 3.4, б, в).
При наклонном и крутом залегании тел горные породы разрабатываются в глубину. Рабочая зона, т.е. число уступов, находящихся в одновременной работе, в процессе эксплуатации изменяется. Горно-подготовительные работы выполняют в течение всего срока существования карьера. Их относительный объем на каждом уступе обычно возрастает с углублением рабочей зоны. Длина фронта уступа уменьшается, а расстояние транспортирования внутри карьера увеличивается.
При разработке наклонных залежей по условиям устойчивости конечных бортов карьера и размещения вскрывающих выработок обычно не требуется выемка вскрышных пород лежащего бока залежи (см. рис. 3.4, б). При крутом падении необходимо производить разработку вмещающих пород как висячего, так и лежачего бока залежи (см. рис. 3.4, в).
При подземной разработке угольных месторождений условия залегания пластов определяют схемы их вскрытия и подготовки, длину горных выработок, выбор средств транспортирования горной массы и механизации очистных работ и т.д. Среди пластов по углу падения различают следующие группы: пологие — до 18°, наклонные — 19—35°, крутонаклонные — 36—55° и крутые — 56—90°. Такое членение учитывает характер проявления гравитационных сил, а соответственно и способ транспортирования угля в лаве.
Системы вскрытия и подготовки угольных месторождений разделяются на группы по условиям залегания пластов. Для пологих и наклонных пластов имеется довольно большое число вариантов этих систем. Для крутонаклонных и крутых пластов сравниваемых вариантов меньше, но и в этом случае существует возможность изменять способ проведения выработок (пластовые или полевые), порядок отработки пластов и т.д. Вскрытие их осуществляется почти исключительно вертикальными стволами и этажными квершлагами.
Вскрытие пологих и наклонных пластов вертикальными стволами применяется в четырех вариантах. Вариант без дополнительных вскрывающих выработок пригоден, когда в пределах шахтного поля залегает не более двух пластов с углами падения до 10—15°. Системы вскрытия вертикальными стволами с квершлагами используются в широком диапазоне условий, начиная с углов падения пластов 8—10°. При меньших углах падения квершлаги получаются весьма протяженными и должны заменяться на наклонные или вертикальные дополнительные вскрывающие выработки. При углах падения более 30° наклонные пласты вскрываются этажными квершлагами.
Системы вскрытия наклонными стволами применяются почти исключительно при разработке пологих пластов. При этом одиночные пласты вскрываются без дополнительных выработок, а для свиты пластов используется вариант с дополнительными вскрывающими выработками. Комбинированные системы эффективны при вскрытии шахтных полей с особо сложными условиями залегания угольных пластов.
Системы подготовки шахтных полей также выбираются в зависимости от условий залегания угольных пластов. Системы этажной подготовки пригодны для пластов с любым углом падения (обычно более 18°), кроме горизонтальных. Панельные системы подготовки применяются при разработке горизонтальных и пологих пластов (до 18°). Система погоризонтной подготовки наиболее приемлема при разработке пластов с углами падения до 25° (преимущественно до 10—12°).
Условия разработки и доставки также зависят от угла падения пластов. Наиболее благоприятны условия для работы механизированных комплексов в случаях, когда угол падения пластов не превышает 12°, т.е. когда гравитационные силы не влияют на выбор конструкции при комплексной механизации. Разработка пласта может производиться по простиранию, восстанию и падению. Пласты с углами падения 13—18° разрабатываются преимущественно по простиранию.
Доставка угля на наклонных пластах возможна по металлическим рештакам. В механизированных комплексах используются скребковые конвейеры, позволяющие на пластах с углом падения до 35° управлять процессом доставки угля. Разработка пластов с углами падения 46—90° — наиболее трудная, так как возможны сползание почвы и значительное влияние гравитационных сил.
Углы падения пластов в пределах угольных бассейнов, месторождений, шахтных полей не остаются постоянными. Они изменяются от крыльев к замкам складок, с глубиной залегания в пределах одного и того же крыла складки, вблизи дизъюнктивных нарушений, в местах замыкания антиклинальных и синклинальных структур.
Для проведения подготовительных выработок и очистной выемки важно знать рельеф угольных пластов. Особенности рельефа, проявление дополнительной складчатости, изменение простирания и падения, перегибы, флексуры, разрывные нарушения, изменение мощности и строения пластов хорошо отражают гипсометрические геологические планы. Они служат основой для подсчета запасов углей, установления технических границ горных предприятий, планирования горных работ.
- Мощность и выдержанность угольных пластов
- Структура угольных пластов
- Экологические факторы промышленного освоения месторождений полезных ископаемых
- Экономико-географические факторы промышленного освоения месторождений полезных ископаемых
- Общеэкономические факторы промышленного освоения месторождений полезных ископаемых
- Иерархия горно-геологических объектов
- Геологические и геолого-промышленные объекты
- Горно-геологические объекты в структуре геологической среды
- Классификация угленосных формаций, бассейнов и месторождений
- Сырьевая база твердых горючих ископаемых
Мощность пласта – расстояние по перпендикуляру от кровли до почвы пласта.
Мощность угольного пласта по площади его залегания (в пределах выемочного участка, шахтного поля и тем более месторождения) изменяется в определенных пределах, характеризуется средней величиной. Переменный характер изменения мощности пласта в очистной выработке оказывает влияние на полноту его обработки по высоте исполнительным органом выемочной машины, минимальную и максимальную высоту стоек крепи.
Положение пласта в пространстве определяется азимутом и углом линии его падения, глубиной залегания и кривизной плоскостей, образующих поверхности контакта угля с боковыми породами
По мощности пласты делятся:
· весьма тонкие – до 0,7 м.;
· тонкие – 0,71 – 1,2м.;
· средней мощности – 1,21 – 3,5м.;
· мощные – свыше 3,5м.
Угол, образованный плоскостью пласта с горизонтальной плоскостью, называют углом падения.
Классификация угольных пластов по углу падения.
· пологие – 0 – 18 градусов;
· наклонные -19 – 35 градусов;
· крутонаклонные – 36 – 55 градусов;
· крутые – 56 – 90 градусов.
Качество углей
Основные показатели качества угля
Уголь – это сложное органоминеральное образование, обладающее разнообразными свойствами. Это позволяет использовать его практически во всех сферах народного хозяйства, начиная от простой печки, заканчивая космическими аппаратами. Качество – это совокупность свойств продукта, необходимых для удовлетворения нужд различных отраслей народного хозяйства. Поскольку спектр использования угля огромен, то и перечень его основных показателей качества тоже немал.
Прежде всего, качество угля зависит от условий, в которых он формировался, и включает такие параметры:
· Влажность – важная характеристика угля, чем меньше влажность, тем выше температура горения;
· Зольность – степень загрязнения угля негорючими минералами;
· Выход летучих веществ, то есть паро- и газообразных продуктов. Чем меньше выход летучих веществ, тем больше выделяется тепла;
· Спекаемость – это способность угля переходить в пластическое состояние при нагревании без доступа воздуха. Это качество очень важно для металлургической промышленности;
· Коксуемость – это спекаемость угля, соответствующая требованиям, предъявляемым к металлургическому коксу.
· Содержание серы. Очень важно знать содержание серы, так как выделяемая при сгорании сера очень токсична. Кроме того, повышенное содержание серы в угле предъявляет повышенные требования к оборудованию, на котором используется сырье;
· Теплота сгорания – энергетический показатель угля. Она определяет калорийность угля – количество тепловой энергии, выделяемой углем определенного вида.
Уголь. Классы угля.
Ископаемый уголь — твердая горючая органическая порода, образовавшаяся преимущественно из отмерших растений в результате их биохимических, физико-химических и физических изменении. Основные компоненты: органическое вещество-носитель горючих и других технологических свойств угля, минеральные включения и влага.
Классуглей – систематическая единица, объединяющая угли с преобладанием той или иной группы микрокомпонентов, используемая при классификации ископаемых углей. Объединяет несколько подклассови петрографических типов углей.В углеобогащении — фракции угля, получаемые путем рассева. Они обозначаются по предельным размерам ихзерен.
Классификация по крупности предусматривает разделение угля на классы крупности:
· плитный (антрацит) П – 100 … 300 мм;
· крупный К – 50 … 100 мм;
· орех В – 25 … 50 мм;
· мелкий М – 13 … 25 мм;
· семена С – 6 … 13 мм;
· лад Ш – менее 6 мм;
· рядовой уголь – 0 … 200 мм для подземных и 0 … 300 мм для открытых работ.
Каменные угли по выходу летучих веществ Vdaf /при значении Vdaf £33%/ или по высшей удельной теплоте сгорания влажной беззольной массы Qaf/при выходе летучих веществ более 33%/ подразделены на 9 классов приведены в таблице 1
Таблица 1- Подразделение каменных углей на классы в международной классификации
| Класс | Vdaf, % | Класс | Vdaf, % | QSaf, ккал/кг (МДж/кг) |
| 1А | 3-6,5 | >33-41 | >7750 /32,15/ | |
| 1B | >6,5-10 | >33-44 | >7200-7750 /30,14-32,15/ | |
| >10-14 | >35-50 | >6100-7200 /25,53-30,14/ | ||
| >14-20 | >42-50 | >5700-6100 /23,023-25,53/ | ||
| >20-28 | ||||
| >28-33 |
Группы и марки углей
В зависимости от характера и степени преобразованности OB угли в соответствии с принятой в Российской Федерации традацией подразделяются на три группы: бурый, каменныйй и антрацит.
Бурый уголь — уголь низкой стадии метаморфизма с показателями отражения bитринита (гуминита) менее 0,6% при условии, что высшая теплота сгорания на влажное беззольное состояние угля составляет менее 24 МДж/кг. Различают мягкие и плотные разновидности бурых углей.
Мягкий бурый уголь — землистый, листоватый, реже массивный и плотный, матовый и полуматовый, палевого, бурого, коричневого цвета. Его влажность изменяется в пределах 40-60%. содержание углерода в органическом веществе 63-73%.
Плотный бурый уголь — однородный или полосчатый, штриховатый полуматовый и матовый, полублестящий и блестящий коричневого или черного с коричневым оттенком цвета. В куске уголь часто имеет характерный раковистый, занозистый иногда ровный излом. По сравнению с каменным бурый уголь обладает менее плотным сложением, содержит в органическом веществе меньшее количество углерода, но большее количество кислорода и характеризуется высоким выходом летучих веществ. Содержание влаги колеблется от 19 до 44,5%.
На воздухе бурый уголь быстро теряет свободную влагу и растрескивается. В его ОВ преобладают гуминовые вещества с кислотными свойствами и высокой гидрофильностью. При обработке щелочами выход гуминовых кислот достигает 88% в мягких и снижается до 2% — в наиболее плотных разновидностях. При сухой перегонке без доступа воздуха выделяется много летучих веществ (33-60%). Выход первичного дегтя изменяется от нескольких до 25% и более. Низшая теплота сгорания Qirколеблется от 7 до 17 МДж/кг, высшая (Qsdaf) — сухого беззольного топлива достигает 29 МДж/кг. Цвет черты на неглазурованной фарфоровой пластинке колеблется от бурого до черного (плотные разновидности).
Каменный уголь образуется на средней стадии метаморфизма с показателем отражения витринита от 0,4 до 2,59% при условии, что высшая теплота сгорания (на влажное беззольное состояние угля) равна или выше 24 МДж/кг, а выход летучих веществ (на сухое беззольное состояние угля) равен 8% и более. По сравнению с бурым каменный уголь характеризуется большей степенью карбонизации (содержание углерода достигает 92%), как правило, отсутствием гуминовых кислот. Выход летучих веществ колеблется в пределах 8-50%. Органическое вещество угля при нагреве без доступа воздуха в большей или меньшей степени спекается. Свойство спекания — важнейшее при оценке пригодности угля для производства кокса.
Антрацит относится к углям высокой стадии метаморфизма с показателем отражения витринита более 2,59% при условии, чго выход летучих веществ (на сухое беззольное состояние угля) не менее 9%. При выходе летучих веществ менее 8% к антрацитам относят также уголь с показателем отражения витринита от 2,20 до 2,59% (классы 22-25). Антрацит — плотный уголь серовато-черного или черно-серого цвета с металловидным блеском, раковистым изломом. Характеризуется высокой плотностью (1,42-1,8 г/см ), низким удельным электросопротивлением (10-3-10 Ом-м), высокой микротвердостью (300-1470 у.е.). Антрацит имеет низкий выход летучих веществ: от 1,5 до 9,0%, вследствие чего его пламя сравнительно бездымное. Он содержит мало влаги, в элементном составе наблюдается пониженное содержание кислорода и водорода.
Угли подразделяются на технологические марки:
· A – Антрацит
· ПА – Полуантрацит
· Ж – Жирный
· К – Коксовый
· К2 – Коксовый второй
· Г – Газовый
· Д – Длиннопламенный
· ОС – Отощенный спекающийся
· СС – Слабоспекающийся
· Т – Тощий
· КЖ – Коксовый жирный
· ГЖ – Газовый жирный
· Б – Бурый
По форме залегания месторождения твердых полезных ископаемых подразделяются на правильные и неправильные.
К правильным месторождениям относятся пласты (рис. 1.3) и пластообразные залежи.
Пластом называется плитообразная залежь, имеющая значительное распространение в земной коре и ограниченная двумя более или менее параллельными плоскостями. Весьма тонкие пласты, не разрабатываемые вследствие малой мощности (до 0,4 м), называются пропластками. Плоскости соприкосновения пластов отдельных пород называются плоскостями напластования.
Породы, залегающие над пластом полезного ископаемого, называются кровлей или висячим боком, залегающие ниже пласта — почвой или лежачим боком.
Пласты могут иметь однородное (простое) и сложное строение. Тонкие слои пустой породы, заключенные в пласте, называются прослойками.
Правильную форму залегания обычно имеют месторождения полезных ископаемых осадочного происхождения (уголь, горючие сланцы, различные соли, гипс, марганцевые руды и т.п.). Часть пласта, выходящая на земную поверхность или находящаяся неглубоко от нее под наносами, называется выходом пласта (под наносы). Пласты угля залегают согласно, если они в земной коре расположены параллельно друг другу. Несколько согласно залегающих пластов составляют свиту.
К неправильным месторождениям относятся жилы, штоки, гнезда, линзы (рис 1.4). Неправильную форму залегания имеют, как правило, рудные месторождения.
Жилой называется заполненная минеральным веществом трещина в земной коре. Жилы бывают простые и сложные. Ответвления от жил называют апофизами.
Такие формы залегания, как штоки, линзы, гнезда, представляют собой полости в земной коре, заполненные минеральным веществом. Они отличаются друг от друга формой и размерами. Такую форму залегания имеют месторождения железных, медных, полиметаллических и других руд.
Пласты горных пород в период образования залегали более или менее горизонтально, но под действием тектонических (горообразовательных) процессов, протекавших в земной коре, первоначальное залегание пород нарушалось в той или иной степени. В некоторых районах пласты оказались собранными в складки. Они могут занимать любое положение в земной коре.
Нарушения нормального залегания пластов называются дислокациями. Дислокации без разрыва сплошности называются пликативными, с разрывом сплошности — дизъюнктивными.
К пликативным нарушениям относятся утолщения и утонения пластов, а также складчатость (рис. 1.5).
Складка, обращенная выпуклостью вниз, называется синклиналью, а выпуклостью вверх — антиклиналью.
К дизъюнктивным нарушениям относятся сбросы, взбросы, надвиги и др. (рис. 1.6).
Положение пластов в земной коре определяется элементами их залегания. К ним относятся линия простирания, линия падения, угол падения и мощность пластов.
Линия простирания пласта — это линия (АВ), образующаяся на поверхности пласта при пересечении его горизонтальной плоскостью (рис. 1.7). Простирание пласта определяется азимутом направления линии простирания, т.е. углом по часовой стрелке между магнитным меридианом (направлением на север) и положительным направлением линии простирания.
Линия, лежащая в плоскости пласта перпендикулярно линии простирания, называется линией падения (СD), а само направление этой линии — падением пласта. Линия падения пласта образуется при пересечении пласта вертикальной плоскостью, перпендикулярной линии простирания.
Угол, образованный между линией падения пласта СD и ее проекцией на горизонтальную плоскость СЕ, называется углом падения пласта α. В зависимости от формы залегания и способа разработки полезных ископаемых их делят на горизонтальные, пологие, крутонаклонные и крутые (табл. 1.1).
Различие классификаций объясняется особенностями технологии и механизации разработки залежи полезного ископаемого.
Мощность пласта или иной залежи как элемент залегания представляет собой расстояние по нормали между кровлей и почвой. Такую мощность m называют истинной, или нормальной. Расстояние между кровлей и почвой, измеряемое по горизонтали, называют горизонтальной мощностью mг а по вертикали — вертикальной мощностью mв.
Поскольку в пределах залежи полезного ископаемого мощность ее, как правило, изменяется, поэтому на практике употребляют термин — средняя мощность. Так как пласты, например, угля, нередко имеют сложное строение, то различают полезную (без прослойков) и полную (с прослойками) мощность. При разработке угольных месторождений иногда вынимают только часть мощности пласта, которую называют вынимаемой мощностью. Различают также минимальную мощность пласта. Минимальная мощность, при которой разработка пласта целесообразна, называется рабочей мощностью.
Классификация угольных пластов и рудных залежей по нормальной мощности представлена в табл. 1.2. Различие классификаций также обусловлено особенностями технологии и способа разработки.
Элементы залегания пластовых месторождений являются более или менее выдержанными. Для рудных тел они изменяются, как правило, в широких пределах.
Таблица 1.1 — Классификация залежей полезных ископаемых по углу падения
| Тип пласта (залежи) по углу падения | Угол падения, градус | ||
| угольных пластов | рудных месторождений | ||
| при подземной разработке | при открытой разработке | ||
| горизонтальный | – | ||
| пологий | 0–18 | до 10 | до 25 |
| наклонный | 19–35 | 10–30 | 25—45 |
| крутонаклонный | 36–55 | – | – |
| крутой | >55 | >30 | >45 |
Таблица 1.2 — Классификация залежей полезных ископаемых по мощности
Дата добавления: 2016-10-30; просмотров: 5077 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов
Читайте также:
Рекомендуемый контект:
Поиск на сайте:
© 2015-2021 lektsii.org – Контакты – Последнее добавление