Основа горного дела разработка полезных ископаемых
Основы горного дела, учебник для ВУЗов, Кузьмин К.В., Хайрутдинов М.М., Зенько Д.К., 2007.
В книге освещен комплекс вопросов, связанных в основном с технологией подземной добычи руд: краткие сведения о геологии, основные горно-геологические и горнотехнические характеристики рудных месторождении, термины и понятия, используемые в горном лапе, классификация объектов освоения месторождений полезных ископаемых, вскрытие и подготовка рудных месторождений, проведение и крепление горных выработок, основные и вспомогательные процессы очистной выемки, системы разработки, комбинированная разработка, специальные способы разработки рудных месторождений, основы обогащения, общие сведения о разработке рудных месторождений открытым способом.
Книга предназначена в качестве учебника для студентов горных специальностей высших учебных заведений и факультетов, обучающихся по специальности 090200 -Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», специализации «Подземная разработка рудных и нерудных месторождений» направления подготовки «Горное дело».
2 ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ.
В горном деле, как и в других сферах человеческой деятельности, сложилась своя профессиональная терминология, поэтому овладение специальными знаниями невозможно без ее усвоения. В этой главе приводятся первоначальные сведения об основных терминах и ПОНЯТИЯХ, которые необходимы для восприятия последующего наложения.
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, гак 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.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
2. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ.
3. СВЕДЕНИЯ О ГЕОЛОГИИ. КЛАССИФИКАЦИИ И ЗАПАСАХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.
4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.
5. ВСКРЫТИЕ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ,
6. ПОДГОТОВКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
7. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ГОРНОМ ДАВЛЕНИИ.
8. ПРОВЕДЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК.
9. ПРОЦЕССЫ ОЧИСТНЫХ РАБОТ
10. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКЕ.
11. ПРОЦЕССЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ.
12. ПРОЦЕССЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ.
13. СВЕДЕНИЯ О ГОРНЫХ МАШИНАХ И КОМПЛЕКСАХ
14. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ.
15. КОМБИНИРОВАННАЯ РАЗРАБОТКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.
17. ОБОГАЩЕНИЕ РУД.
18. СВЕДЕНИЯ О РАЗРАБОТКЕ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Основы горного дела, учебник для ВУЗов, Кузьмин К.В., Хайрутдинов М.М., Зенько Д.К., 2007 – fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу
Скачать
– pdf – Яндекс.Диск.
Дата публикации: 07.04.2015 06:51 UTC
Теги:
Кузьмин :: Хайрутдинов :: Зенько :: горное дело :: 2007
Следующие учебники и книги:
- Конструирование керамических изделий, учебное пособие, Захаров А.И., 2002
- Методы археологического исследования, учебное пособие, Мартынов А.И., Шер Я.А., 2002
- Основы математической метрологии, Цветков Э.И., 2005
- Учебник быстрого чтения, Бьюзен Т., 2004
Предыдущие статьи:
- Курс теоретической механики, Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р., 2006
- Гражданская оборона (гражданская защита), учебное пособие, Кучма М.М., 2009
- Кролиководство, Балакирев Н.А., Тинаева Е.А., Тинаев Н.И, Шумилина Н.Н., 2007
- Как пишут и продают сценарии в США для видео, кино и телевидения, Пресс С., 2012
Для разработки месторождений полезных ископаемых в зависимости от горно-геологических условий залегания и свойств пород и полезных ископаемых применяют различные технологии: подземную, открытую, скважинную и подводную.
Под технологией понимают совокупность производственных процессов, выполняемых во взаимной связи во времени и пространстве. Вместо термина «технология» применяется также термин «способ разработки месторождения полезных ископаемых». Соответственно различают подземный способ разработки месторождений, открытый способ и т.д.
Основные компоненты технологии разработки месторождений полезных ископаемых:
1. Работы, в результате выполнения которых обеспечивается доступ к полезному ископаемому с поверхности земли. Эти работы называют вскрытием месторождения.
2. Разделение залежи полезного ископаемого на части, удобные для извлечения полезного ископаемого из недр земли. Эти работы называют подготовкой месторождения к очистной выемке.
3. Работы по непосредственному извлечению полезного ископаемого из недр. Эти работы называют очистной выемкой полезного ископаемого, или очистными работами.
При вскрытии и подготовке месторождений к очистной выемке полезного ископаемого проводят сопутствующие работы, которые обеспечивают технически, технологически и экономически выгодное и безопасное выполнение основных процессов. К сопутствующим работам относят снижение водопритока и газопоступления из горных пород на рабочие места, заблаговременные при необходимости осушение и дегазация горных пород всего месторождения или его части. Параллельно с очистной выемкой полезного ископаемого и транспортированием его на земную поверхность осуществляют выемку и перемещение для складирования в специально отведенные места пустых горных пород, препятствующих доступу к полезному ископаемому, выполняют доставку материалов, машин и механизмов, снабжают электрической и пневматической энергией, свежим воздухом и многие другие работы.
Обычно предприятие, добывающее полезное ископаемое, осуществляет его первичную переработку и обогащение.
После завершения добычных работ необходима рекультивация, т.е. восстановление земель, нарушенных горными работами.
Подземной называется технология, осуществляемая с помощью подземных горных выработок.
Горные выработки — полости, сооружаемые в земной коре и обустраиваемые в соответствии с их назначением. Подземными называют выработки, расположенные на некоторой глубине от поверхности земли и имеющие замкнутый контур поперечного сечения.
Открытая разработка месторождений полезных ископаемых осуществляется с помощью открытых горных выработок, к которым относят выработки, примыкающие к поверхности земли и имеющие незамкнутый контур поперечного сечения.
Скважинную технологию применительно к твердым полезным ископаемым называют также геотехнологией. Сущность ее состоит в бурении скважин к полезному ископаемому, изменении физического или химического состояния полезного ископаемого и извлечении продукта на поверхность земли по скважинам. Для перевода твердого полезного ископаемого в состояние, пригодное для транспортирования по скважинам, применяют размыв высоконапорной струей воды, плавление, растворение, химическую и бактериальную обработку.
Подводная технология применяется для разработки континентальных россыпных месторождений, месторождений на дне озер, морей в пределах континентального шельфа и мирового океана.
Проектное и маркшейдерское обеспечение объектов ведения горных работ!Экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений!Проектная документация на разработку месторождений! |
Главная История развития горного дела
РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫ – это комплекс взаимосвязанных процессов горного производства по извлечению полезных ископаемых из недр земли.
Выделяются 4 основных способа разработки месторождений:
шахтный — с помощью системы подземных горных выработок);
карьерный (открытый) — с помощью системы открытых горных выработок;
скважинный — с помощью системы эксплуатационных буровых скважин;
морской, связанный с работами ниже уровня моря.
Шахтный и карьерный способы применяются для добычи твёрдых полезных ископаемых, скважинный способ, для жидких и газообразных полезных ископаемых.
Основная цель разработки месторождений – обеспечение сырьём промышленного производства.
Понятие «разработка месторождений полезных ископаемых» расширялось на протяжении нескольких тысячелетий. Это было связано с совершенствованием орудий труда и горных технологий, увеличением числа видов добываемых из недр Земли полезных ископаемых. Каждой стадии эволюции технологии разработки месторождений полезных ископаемых соответствовали принципиальные нововведения.
В каменном веке наряду с поверхностными выработками типа ям, траншей, появлялись подземные копи, вскрытые штольнями, вертикальными, наклонными стволами и комбинацией этих выработок. Начинает применяться разработка с помощью камер, разведочные выработки, огневой метод ведения работ на открытых разработках, а возможно и в подземных условиях, клиновой метод ведения работ, водоотлив, закладка выработок пустой породой, сводчатая кровля и поддержание кровли на целиках, проветривание за счёт естественной тяги.
В век бронзы и раннего железа объектами массовой подземной разработки становятся залежи руд меди, олова, серебра, свинца, киновари, золота, полиметаллов, железа и др. На этой стадии возникают горные работы по извлечению крупных каменных монолитов для изготовления строительных блоков, обелисков, мегалитов, астрономических ориентиров и т.п. (например строительство пирамид в Древнем Египте). Увеличивается число горных разработок на руды меди, железа, золота, серебра, олова, сурьмы, свинца и др. Усложняется конфигурация шахтных горных выработок, увеличивается глубина разработки. Появляются специальные горизонтальные выработки, проходимые в основном по породе на всю длину отрабатываемого рудного тела для облегчения транспортирования руды на поверхность, удобного перемещения горняков к месту работы, проветривания и водоотлива. Появляются функциональные горные выработки — очистные, вентиляционные, транспортные, водоотливные. Совершенствуется система шахтного подъёма с помощью тягловой силы животных или водяного колеса. Впервые применяются порохострельные работы, начало 15 века. С увеличением подземной добычи угля и углублением шахт устанавливается факт наличия в рудничном воздухе метана в 1555году.
В эпоху промышленной революции с конца 18 века начинается массовая подземная разработка месторождений каменного угля. И главным отличием угольной шахты становятся протяжённые забои по тонким угольным пластам, где впервые механизируется процесс выемки – применяется врубовая машина.
С конца 19 — начала 20 веков определяющую роль в развитии отбойки играют новые взрывчатые вещества. Комплекс буровзрывных работ широко внедряется при разработке твёрдых полезных ископаемых. Возрастают объёмы открытой разработки и производственные мощности карьеров, чему способствует внедрение скважинной взрывной отбойки и, главное, экскаваторов; гужевой карьерный транспорт вытесняется железнодорожным. Для отработки рудных залежей, уходящих с поверхности на большие глубины, применяется открыто-подземный способ. При разработке россыпей внедряются драги. Научное обоснование получает ряд элементов подземной разработки месторождений полезных ископаемых в основном в области буровзрывных работ, управления горным давлением и проветривания. Происходит отделение металлургического производства (в организационном отношении) от рудной базы. Горно-металлургические центры формируются на больших территориях (например, юг России) и включают помимо рудной, также каменноугольную базу.
Одним из главных объектов разработки становятся нефтяные месторождения на которых в больших масштабах с помощью паровых (а позднее электрических) установок бурятся скважины фонтанной добычи и самоизливающие.
Начало 20 в. связано с механизацией горных работ на основе электрических и пневматическим приводов с вовлечением в разработку практически всех полезных ископаемых. Увеличиваются объёмы добычи открытым способом, создаются технологически обоснованные системы разработки. К 50-м гг. прошлого века карьер приобретает облик механизированного горного предприятия. Начинается борьба с проявлениями горного давления в шахтах и внезапными выбросами пород и газов. Создаётся новый класс предохранительных взрывчатых веществ. На рудных шахтах совершенствуются наиболее производительные системы разработки с открытым очистным пространством и с магазинированием руды. Появляется новый способ разработки — подземная гидродобыча угля, при которой водная струя и водный поток разрушают массив горных пород и доставляют горную массу. Ведётся добыча серы методом подземной выплавки. Реализуется в опытно-промышленных масштабах идея подземной газификации. Истощение ряда рудных месторождений и увеличение масштабов добычи руд приводит к расширению географии горнорудных предприятий, резкому увеличению расстояний транспортирования рудного сырья.
С 60-х гг. 20 в. происходит техническое перевооружение шахт, карьеров и промыслов (нефтяных и газовых) на основе мощной техники и автоматизации ряда процессов, направленное на улучшение условий труда, повышение его производительности, комплексное освоение недр и охрану окружающей среды. Большое развитие получает разработка залежей нефти и газа под морских дном, прибрежных россыпей. Расширяются объёмы скважинных методов добычи твёрдых полезных ископаемых с использованием физико-химических методов, зарождается горная биотехнология. Добыча нефти ведётся с применением заводнения и теплового воздействия на пласты. Нефтяные и газовые промыслы превращаются в полностью автоматизированные предприятия. Расширяется шахтная добыча нефти. Горные предприятия перерастают в горнопромышленные комплексы с законченным циклом первичной переработки минерального сырья и выпуском нескольких видов минеральной продукции. При подземной разработке месторождений полезных ископаемых основной объём руд добывают с помощью буровзрывных работ и самоходных горных машин. При подземной разработке угля и калийных солей основное применение имеет механическая отбойка — комбайны, комплексы с передвижной механизированной крепью и конвейеры.
Прирост объёмов мировой горной промышленности во 2-й половине 20 в. составляет не менее 4-5% в год; а каждые 12-15 лет объём добычи – удваивается.
Донецкий национальный технический университет
Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых
Учебное пособие для самостоятельной работы над курсом
ОСНОВЫ ГОРНОГО ДЕЛА
Раздел
ВВЕДЕНИЕ В ГОРНОЕ ДЕЛО
(ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ УЧЕБНО-КВАЛИФФИКАЦИОННОГО УРОВНЯ «ГОРНЫЙ ИНЖЕНЕР»)
Донецк 2001
УДК 622.27
ОСНОВЫ ГОРНОГО ДЕЛА раздел «Введение в горное дело»
Учебное пособие для самостоятельной работы по курсу.
Донецк, ДонНТУ, 2001. – 61 с.
Является вводной частью в курс «Основы горного дела». На элементарном примере знакомит студентов с основными понятиями о технологии подземной добычи угля. Изучается терминология, даны понятия о вскрытии и подготовке пласта. Описаны технология очистных работ, работа подземного транспорта и подъема, вентиляция шахты.
Этот курс является основой для более глубокого изучения отдельных разделов горного производства.
Утверждено кафедрой разработки
месторождений полезных ископаемых
Протокол № 8 от 01.01.2001
© , 2001
СОДЕРЖАНИЕ
1.Общие указания……………………………….. ………………………………… 4
2.Элементы залегания угольных пластов ………………………..……. 5
3.Шахтное поле…….. ………………………………………….……….. 7
4.Стадии разработки шахтного поля …………………….…………….. 10
5.Вскрытие шахтного поля…………………………………………… 11
6.Подготовка шахтного поля……………………………………..…… 18
7.Очистные работы ………………………………………………………. 21
8.Порядок разработки этажей. Воспроизводство очистных забоев … 29
9. Разработка уклонной части шахтного поля………………………… 32
10. Другие виды подземных горных выработок ……………………. 37
11.Подземный транспорт ……………………………………………. 42
12.Вентиляция шахты……………………………………………… 47
13.Водоотлив………………………………………………………… 49
14.Понятия о сдвижении горных пород.………………………. 51
Приложение ……………………………………………………………….. 56
Задания на контрольную работу ………………………………………….. 60
1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Цель данного учебного пособия – ознакомить будущего горного инженера с основными понятиями о технологии подземной добычи угля.
Угольная шахта – это сложный комплекс горных выработок и машин, работающих в тяжелых природных условиях: большие глубины, высокая температура, газообильность. Сложности усугубляются тем, что
рабочее место геометрически не постоянно и перемещается в пространстве, причем горные работы постепенно уходят все глубже от поверхности, где природные условия более жесткие. Шахта, как предприятие, должна быть рентабельной, т. е. обеспечивать получение прибыли, однако ухудшающиеся с течением времени горно-геологические условия неумолимо вызывают снижение величины этой прибыли. Следовательно, техника и технология угледобычи не может не совершенствоваться, каких бы высоких уровней они сегодня не достигли. Технология угледобычи многозвенная, на шахте работают горные инженеры многих профилей – технологи, электромеханики, строители, обогатители, маркшейдеры. Работа каждого из них направлена на какой-то узкий процесс, но объединяет усилия инженерного корпуса технолог.
Учитывая многозвенность процесса угледобычи, изучать технологию горного производства целесообразно по принципу “от простого к сложному”.
Раздел курса “Основы горного дела” – «Введение в горное дело» построен по следующей схеме: студент на простом примере знакомится с шахтой – в какой последовательности ее строят, как функционирует действующая шахта, какие она имеет основные звенья. В процессе рассмотрения примера изучается терминология. Представив себе шахту как некий механизм с многими узлами, студент получает самые общие характеристики этой системы. Имея общее представление о шахте, можно переходить к более подробному изучению отдельных ее звеньев – парка горных машин, технологии сооружения выработок, технологии добычи угля, изучению сопутствующих процессов и служб – транспорт угля, переработка его, проветривание шахты. Изучив эти курсы, студент может осознанно изучать
вопросы экономики и организации горного производства.
При изучении данного курса необходимо обратить внимание на терминологию и умение воспроизвести на листе бумаги схемы и чертежи.
После каждого параграфа в пособии помещены вопросы для самоконтроля.
Обучающийся должен ответить на них, в необходимых случаях сверившись
с ответом. В этом случае он может быть уверен, что изучив пособие до
конца, он на первом уровне обучения знаком с угольной шахтой и может
переходить к углубленному изучению технологии горного производства.
2. ЭЛЕМЕНТЫ ЗАЛЕГАНИЯ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
Уголь – это осадочная горная порода. В процессе накопления органических осадков образовывались горизонтальные осадочные слои, которые покрывались осадками неорганическими. Под действием давления минеральных осадков с течением времени происходил процесс углефикации органических осадков и формировались угольные пласты. Угольные пласты были расположены горизонтально, но в период горообразовательных процессов получали определенный наклон к горизонтальной плоскости. С течением времени поверхность выветривалась, выравнивалась, покрывалась осадками более поздних геологических периодов. На рис. 1 показан случай залегания горизонтальных пластов и пластов, собранных в складки.
Толща горных пород, покрывающих пласт, называется кровлей этого пласта, а породы, на которых покоится угольный пласт, – это его почва.
Породи кровли и почвы пласта не однородны по составу и представлены обычно как глинистые и песчаные сланцы, песчаники, известняки. Если измерить толщину пласта между его почвой и кровлей по нормали к напластованию, то эту величину принято называть мощностью пласта. В зависимости от мощности угольные пласты подразделяют на: тонкие (мощность до 1,2 м), средней мощности (от 1,2 м до 3,5 м) и мощные, имеющие мощность более 3,5 м. Мощность пласта обычно обозначают буквой т (рис. 3). Одним из важнейших элементов залегания угольного пласта является угол падения. На рис. 2 показана часть плоскости угольного пласта А, пересеченного горизонтальной плоскостью В (условно).
Пространственный угол между плоскостью пласта и горизонтальной
плоскостью и называется углом падения пласта. Он измеряется обычно в угловых градусах.
В зависимости от угла падения пласты подразделяются на:
пологие – угол падения до 18 градусов, наклонные – угол падения от 19° до 35°, крутонаклонные – угол падения от 36° до 55° и крутые – угол падения более 55°
Линия пересечения плоскости пласта и горизонтальной плоскости
называется линией простирания пласта. Если в плоскости пласта провести линию, перпендикулярную линии падения пласта, то направление по
этой линии вниз будет называться направлением или линией падения
пласта; противоположное направление – направлением или линией восстания пласта. В практике горного дела принято ориентировать линии падения и простирания пласта по сторонам света. Например, если линия падения пласта направлена на Юг, то говорят, что пласт падает на Юг или
простирается с Востока на Запад. Если угольный пласт горизонтален, тогда
расстояние от дневной поверхности до плоскости пласта называют глубиной
залегания пласта. Для негоризонтально залегающих пластов понятие глубины залегания имеет конкретную величину только для определенной точки пласта. В большинстве случаев угольные пласты имеют непосредственный выход на дневную поверхность или под слои осадочных пород четвертичного геологического периода (так называемые «наносы»). Таким образом, каждый конкретный угольный пласт характеризуется следующими элементами залегания: глубиной залегания, мощностью пласта, углом падения пласта, направлением линии падения пласта. Например, пласт будет конкретно определен, если сказать, что он залегает под углом 10°, простирается с Северо-востока на Юго-запад, имеет мощность 1,3 м и
выходит под наносы на глубине 40 м. Более подробные сведения о пласте
мы будем иметь, если скажем, что в кровле пласта залегают слои известняка, а в почве – глинистого сланца.
Задание для самоконтроля
В разрезе вертикальной плоскостью, проходящей по линии падения
пласта, покажите угольный пласт, имеющий мощность 2,0 м, залегающий
под углом 15 градусов и выходящий под наносы на глубине 10 м. Пласт
простирается с Севера на Юг.
(Ответ показан в приложении).
3. ШАХТНОЕ ПОЛЕ
Каждой шахте, как производственной единице, выделяется для разработки определенный участок угольного пласта. Такой участок называют шахтным полем, аналогично, например, полю какого-то сельхозпредприятия. Следует помнить, что шахтное поле имеет место только под землей, в пределах плоскости пласта. Дневная поверхность, за исключением небольшого участка для строительства принадлежащих шахте зданий, шахте не принадлежит и к шахтному полю не относится. Шахте могут быть выделены поля на одном или нескольких угольных пластах.
В данном учебном курсе студенту достаточно ознакомиться с шахтой, разрабатывающей один угольный пласт.
Поскольку шахтное поле – это участок пласта, он должен иметь
границы и размеры. В дальнейшем будем вести речь о разработке угольного пласта, залегающего под определенным постоянным углом и с определенным направлением линии простирания. Такое залегание пласта называют правильным. Этот случай наиболее удобен на начальном этапе изучения горного дела.
На рис. 4а в изометрии показан участок угольного пласта, залегающего под углом α, простирающегося с Востока на Запад. Участок ограничен сверху горизонтальной линией, расположенной в плоскости пласта на глубине h0 . Эту границу шахтного поля называют верхней, или границей по восстанию пласта. С нижней (Южной) стороны шахтное поле ограничено горизонтальной линией, которая отстоит от верхней границы на величину Н. Эта величина называется размером шахтного поля по падению пласта, а граница – нижней, или границей по падению пласта. Шахтному полю обычно стараются придать форму прямоугольника, вытянутого в направлении простирания пласта. Следовательно, боковые границы – Восточная и Западная, тоже будут параллельны одна другой и расстояние между ними S называют размером шахтного поля по простиранию.
| Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 |
