В чем недостатки подземной добыче полезных ископаемых

Способы добычи твердых полезных ископаемых.

3.1. Открытый способ добычи полезных ископаемых, сущность, преимущества и недостатки, область применения.

Открытый способ добычи реализуется с земной поверхности, в открытых горных выработках (траншеях и полутраншеях).

Горное предприятие, использующее открытый способ добычи – карьер, разрез, прииск.

В процессе работ появляется совокупность открытых горных выработок разного назначения – выработанное пространство и отвалы вскрышных пород. По виду применяемого оборудования различают экскаваторный и гидравлический способы производства работ. Экскаваторный способ является универсальным. Гидравлический способ применяется только в благоприятных горно-геологических и климатических условиях. Открытый способ разработки интенсивно развивается и для добычи некоторых ископаемых является единственным применяемым.

Преимущества открытого способа:

– применение крупногабаритного, мощного оборудования;

– более безопасные условия труда;

-проблем горного давления, проветривания меньше;

-более полное извлечение полезных ископаемых.

Недостатки открытого способа:

-крупные нарушения земель, водного баланса;

-зависимость от климата;

-отработка только сверху в низ;

-эффективность открытых работ с углублением падает быстро.

Область применения – приповерхностные запасы полезных ископаемых

Подземный, способ добычи полезных ископаемых, сущность, преимущества и недостатки, область применения.

При подземном способе разработки горные работы ведутся в подземных выработках

Недостатки применения подземного способа:

– ограничения габаритов оборудования;

– более опасные условия труда;

-проблем горного давления, проветривания больше;

-менее полное извлечение полезных ископаемых.

Преимущества подземного способа:

-меньшие нарушения земель, водного баланса;

– меньшая зависимость от климата;

-возможна отработка запасов с разных направлений;

-эффективность с углублением работ падает медленно.

Область применения – глубинные запасы полезных ископаемых.

В последние годы расширяется применение открыто-подземного способа добычи полезных ископаемых используя отдельные преимущества каждого из них.

Добыча методом выщелачивания, гидродобыча (скважинная гидродобыча, подземное, кучное выщелачивание)

Способ выщелачиванияоснован на растворении некоторых полезных ископаемых (уран, соли, сера, фосфориты, сильвинит, марганец, золото, медь, свинец, цинк, бурый железняк и др.) растворителями избирательного действия (рабочими агентами) и

при дополнительным воздействием катализаторов (давление, температура, электровоздействие и др.), переводе их из твердой в жидкую фазу (продуктовые флюиды) извлекаемую на поверхность. Метод малооперационный, поточный, простой, применим для бедных руд, небольших, нарушенных залежей, глубинного залегания, под объектами. Применяется как в технологии подземного (скважинного) так и кучного (из куч бедных извлеченных на поверхность некондиционных руд) выщелачивания.

Добыча полезных ископаемых методом растворения применяется при разработке месторождений каменной соли, каолина, серы и др. Растворителем является вода. Каменная соль переходит в раствор, каолин образует пульпу, сера в перегретой до 135 град воде образует тяжелую жидкость. Завершающим процессом извлечения ископаемого служит обратный процесс – выпаривания (соль), осаждение (каолин), охлаждение (сера).

Медь, содержащаяся в кислых рудничных водах в концентрации до 5 гр/л., осаждается из раствора железом по простой технологии. Наиболее широко технология выщелачивания применяется при разработке месторождений урана, россыпных месторождений золота с использованием минеральных или органических кислот, соды, солей.

Уголь растворяется аммиаком, под действием водорода, давления до 20 МПА, температуры до 500 град.

Метод скважинной гидродобычи (СГД) осуществляется за счет разрушения пород струей воды высокого давления в скважинах и в виде пульпы выдачи на поверхность.

Дата добавления: 2017-02-28; просмотров: 2192 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

4. Понятие о рудничном (шахтном) поле. Способы разработки рудничных полей. Что такое этаж, блок?

Часть месторождения,
отведенная для разработки рудником или
шахтой, называется соответственно
рудничным или шахтным полем.

В зависимости от
разведанности месторождения, потребности
в полезном компоненте, размеров
кап.вложений и сроков ввода в эксплуатацию
разработку шахтных полей ведут
последовательно, одновременно или
смешанно:

– последовательная
разработка полей применяется в жильных
месторождениях золота или редких
металлов.

– смешанная разработка
производится когда шахтные поля вводятся
в эксплуатацию последовательно по мере
окончания разведки новых участков

– одновременная
разработка применяется когда в состав
рудничных полей входят мощные залежи
с большими запасами п/и

Этаж
– представляет собой часть шахтного
поля, ограниченную по падению откаточными
штреками, а по простиранию – границами
шахтного поля.

Одним из основных
параметров этажа является его высота.

На выбор высоты
этажа влияют сл.факторы:

– степень разведанности
месторождения

– физические св-ва
п/и и вмещающих пород

– угол падения
залежи

– капитальные и
эксплуатационные затраты на 1 тонну п/и

Этажи делятся
восстающими на блоки.

Блок
– это часть месторождения в пределах
этажа, имеющая как правило прямоугольную
форму и представляющая собой выемочный
участок.

Осн. параметры
блока:

– длина (выбирается
из ТЭП)

– ширина (обычно
равна мощности залежи)

– высота (равна
высоте этажа)

5. Стадии разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом. Вскрытие подземным способом.

При разработке
месторождений подземным способом
выделяются 3 осн. стадии работ:

– вскрытие

– подготовка

– очистная выемка.

Для бесперебойной
эксплуатации рудника необходимо, чтобы
работы по вскрытию опережали подготовку,
а подготовка опережала очистную выемку.

Под вскрытием
понимают проведение комплекса выработок,
соединяющих земную поверхность с
месторождением и служащих для
спуска/подъема людей, доставки материалов
и оборудования, транспортирования и
выдачи горной массы, для вентиляции.

Вскрывающие
выработки: штольни, квершлаги, стволы,
околоствольные дворы.

Классификация
способов вскрытия: простые, сложные.

Отличительной
особенностью простых способов вскрытия
является то, что вскрытие шахтного поля
производится главной вскрывающей
выработкой на всю глубину разработки
месторождения.

При сложных способах
вскрытие осуществляется главной
вскрывающей выработкой в сочетании со
вспомогательной.

Простые способы
вскрытия:

– вертикальным
шахтным стволом

– наклонным шахтным
стволом

– штольней

Сложные способы
вскрытия:

– вертикальным
шахтным стволом с переходом в вертикальный
слепой ствол

– вертикальным
шахтным стволом с переходом в наклонный
шахтный ствол

– наклонным шахтным
стволом с переходом в наклонные слепые
стволы

– штольней с переходом
в вертикальные слепые стволы

– штольней с переходом
в наклонные слепые стволы

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
18.03.201617.01 Mб14Государственная фармакопея X.djvu

Источник

Подземная разработка рудных и нерудных месторождений (подземная разработка месторождений полезных ископаемых) – это совокупность работ по вскрытию, подготовке и очистной выемке месторождения. Вскрытие и подготовка осуществляются посредством проведения выработок. Забои проводимых выработок называются подготовительными. Выемку полезного ископаемого ведут в очистных забоях, применяя при этом различные способы его разрушения. Очистные забои необходимы для выемки полезного ископаемого. При подземной разработке рудных месторождений наиболее распространен взрывной, а при добыче ископаемых углей – механический способ разрушения тела руды или угленосного горизонта.

Комплекс подъемных машин и оборудования называют шахтным подъемом. В него входят скребковые контейнеры, ленточные конвейеры, вагонетки, гидротранспорт – для подъема добытого угля. Скреперная доставка, виброустановки и локомотивная откатка – для транспортировки добытой руды.

Добытая руда зачастую содержит 3-5% необходимого продукта, следовательно ее необходимо подвергнуть процессу обогащения – совокупности процессов первичной обработки минерального сырья, добытого из недр, в процессе которого происходит разделение полезных минералов от пустой породы.

Подземная разработка пластовых месторождений

Добыча твердых полезных ископаемых подземным способом осуществляется в три стадии: вскрытие, подготовка и очистные работы. Вскрытие – проведение горных работ, обеспечивающих доступ с поверхности земли к залежи полезного ископаемого (в соответствии с требованиями безопасности их должно быть не менее двух). К вскрывающим выработкам относятся стволы, штольни, квершлаги (горизонтальные горные выработки не имеющие выхода на поверхность), слепые стволы, гезенки (вертикальная горная выработка не имеющая выхода на поверхность) и шурфы (вертикальная выработка для проведения разведки)..

Подготовляющие выработки обеспечивают шахту необходимым инвентарем для проведение очистки, по ним осуществляется транспорт готовой продукции, пропускают необходимое количества воздуха для функционирования шахты.

Очистные работы – основная стадия подземной разработки полезных ископаемых. Эксплуатацией месторождения называют период ведения очистных работ.

Вскрывающие выработки

Вскрывающие выработки при подземный способ разработки месторождений делятся на следующие типы:

1) Основные (главные) – для выдачи полезного ископаемого на поверхность.

2) Вспомогательные – для других целей (например спуск-подъем людей и оборудования).

3) Капитальные – служат весь срок отработки запасов шахты.

4) Горизонтные – служат в течение времени отработки запасов между смежными транспортными горизонтами – пологое падение

5) Этажные – функционируют пока разрабатываются запасы одного этажа.

Подземная разработка пластовых месторождения начинается с выбора способа и схемы вскрытия, что зависит от множества факторов: размеров шахтного поля, угла падения пласта, количество пластов и расстояние между соседними, рельеф поверхности, глубина залегания, удароопасность угольных пластов и их склонность к самовозгоранию, и другие.

По полученным данным выбирают методику проведения работ по вскрытию: вскрытие штольнями, наклонными стволами с капитальным квершлагом, вскрытие вертикальными стволами с горизонтальными квершлагами или комбинированное вскрытие.

Подготовка пластов к добыче

После проведения работ по вскрытию месторождения, его необходимо подготовить к добыче полезного ископаемого в очистных забоях. Этот процесс состоит из двух этапов: способ подготовки, на котором проводят подготавливающие выработки на уровне транспортного горизонта и пластовая подготовка, при которой транспортные штреки проводят по угольному пласту. Пластовая подготовка изредка заменяется на полевую (если имеются неустойчивые боковые породы и на пластах с углями, склонными к самовозгоранию) при которой полевые штреки в породах лежащего бока.

Далее проводят подготавливающие выработки в плоскости пласта, для создания очистных забоев принятой длины в количестве, обеспечивающем принятую производственную мощность шахты (количество полезного ископаемого, добытого в единицу времени).

Очистные работы в угольных шахтах

Подземные разработки угольных месторождений кроме непосредственно выемки полезного ископаемого под очистными работами включат еще крепление забоя и управление кровлей. Очистная выемка – совокупность процессов отбойки, погрузки на забойный контейнер и доставка угля до ближайшей транспортной выработки.

Очистной забой – забой, в котором осуществляется массовая добыча полезного ископаемого. В зависимости от длины забоя различаются технологии выемки угля. В лавах (длинные забои) применяется фланговая и фронтальная схема выемки. При фланговой схеме выемка угля осуществляется выемочной машиной, перемещающейся вдоль забоя перпендикулярно к направлению его подвигания. При фронтальной выемке отделение угля от массива осуществляется выемочной машиной одновременно по всей длине очистного забоя без участия людей.

Выемочные машины – общее название, объединяющее в себе следующие горно-проходческие комплексы: комбайны, струги, агрегаты, гидромониторы, механогидравлические машины. Отдельно при добыче угля стоят буровзрывные работы.

Для доставки угля в лавах на пологих и наклонных пластах применяются скребковые конвейеры. Они получили широкое распространение, так как относительно просты по конструкции, пригодны к тяжелым условиям эксплуатации, приспособлены для работы с очистными комбайнами, стругами и механизированными крепями.

Крепь очистных выработок – искусственное сооружение, возводимое для предотвращения обрушения пород кровли сохранения необходимой площади поперечного сечения призабойного пространства и управления горным давлением.

Основы подземной разработки рудных месторождений

Залежи рудных месторождений большей частью имеют крутое или наклонное залегание. В целях удобства разработки их по падению делят на этажи с определенной высотой и длиной, иначе говоря – рудное тело. В зависимости от условий залегания рудных тел применяется вскрытие вертикальными, наклонными стволами или штольнями. Самый распространенный способ – вскрытие вертикальными стволами, от которых отходят квершлаги на каждом горизонте.

Если рудное месторождение находится в горной местности, то применяют вскрытие штольнями, от которых отходят слепые вертикальные стволы с подъемной установкой на штольневом горизонте.

Подготовка рудных тел к очистной выемке похожа на подземные разработки угольных месторождений, так же как и при подземной разработке угольных месторождений подготовка рудных тел к очистной выемке начинается с проведения сети подготовительных выработок:

по типу подготовительных выработок – штрековая и ортовая
по расположению выработок по отношению к рудному телу – рудную, полевую и комбинированную
по схеме движения транспорта – тупиковую и кольцевую

При очистной выемке руды выполняются следующие основные производственные процессы:

Отбойка руды – процесс отделения руды от массива в блоке с одновременным дроблением ее на куски.
Вторичная дробление – для соответствия условиям технологического процесса, по которым отбитая руда должна иметь куски определенной крупности
Выпуск и доставка руды – перемещение рудной массы от мест отбойки до транспортных выработок блока
Управление горным давлением – естественное поддержание очистного пространства, обрушение вмещающих пород, искусственное поддержание очистного пространства

Системы разработки рудных месторождений

Системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства – основано на использовании естественной устойчивости руды и вмещающих пород. Для них характерны более высокая производительность блоков, ниже трудоемкость и себестоимость добычи. Однако они отличаются значительными потерями руды в целиках: 25-35%.

Системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород – отличаются невысокими затратами на контролирование горного давления. Это высокопроизводительные системы, но имеющие повышенные потери отбитой руды и ее высокая потеря вследствие неполного выпуска руды из блока.

Системы разработки с искусственным поддержанием очистного пространства – для них характерны высокие затраты на возведение закладки или крепи, либо то и другое, более низкие потери и разубоживание.

Источник

При добыче и переработке полезных ископаемых происходит масштабное воздействие человека на природную среду. Возникающие при этом экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых, требуют всестороннего изучения и незамедлительного решения.

Чем характеризуется добывающая отрасль?

В Российской Федерации широко развита добывающая отрасль, ведь на территории страны расположены месторождения основных видов полезных ископаемых. Эти скопления минеральных и органических образований, находящиеся в земных недрах, эффективно применяются, обеспечивая жизнедеятельность людей и производство.

Все полезные ископаемые можно разделить на три группы:

твердые, подразделяющиеся на: уголь, руды, нерудные материалы и др.;
жидкие, основными представителями этой категории являются: пресная, минеральная вода и нефть;
газообразные, к которым относится природный газ.

Группы полезных ископаемых

В зависимости от назначения производится добыча полезных ископаемых следующих видов:

Какие существуют полезные ископаемые

рудных материалов (железных, марганцевых, медных, никелевых руд, бокситов, хромитов и благородных металлов);
строительных материалов (известняка, доломита, глины, песка, мрамора, гранита);
нерудных ресурсов (яшмы, агата, граната, корунда, алмазов, горного хрусталя);
горно-химического сырья (апатитов, фосфоритов, поваренной и калийной соли, серы, барита, бром- и йодсодержащих растворов;
топливно-энергетических материалов (нефти, газа, угля, торфа, горючих сланцев, урановых руд);
гидроминерального сырья (подземных пресных и минерализированных вод);
минеральных образований океана (рудоносных жил, пластов континентального шельфа и железомарганцевых включений);
минеральных ресурсов морской воды.

На долю российской добывающей промышленности приходится четверть мирового объема добычи газа, 17% добываемой в мире нефти, 15% – каменного угля, 14% – железной руды.

Предприятия добывающей промышленности стали крупнейшими источниками загрязнения природной среды. Вещества, которые выбрасываются горнодобывающим комплексом, оказывают губительное воздействие на экосистему. Проблемы негативного воздействия добывающей и перерабатывающей промышленностей стоят очень остро, так как затрагивают все сферы жизни.

Запасы полезных ископаемых в России

Как влияет отрасль на земную поверхность, воздух, воду, флору и фауну?

Масштабы развития добывающей отрасли поражают: при пересчете объемов добычи сырья на одного жителя планеты получится примерно 20 тонн ресурсов. Но лишь десятая часть из этого количества приходится на конечные продукты, а все остальное является отходами. Развитие горнодобывающего комплекса неминуемо ведет к негативным последствиям, основными из которых являются:

Вред от горнодобывающей промышленности

истощение сырьевых ресурсов;
загрязнение окружающей среды;
нарушение естественных процессов.

Все это приводит к серьезным экологическим проблемам. Можно посмотреть на отдельных примерах на то, как влияют на окружающую среду различные виды добывающих производств.

На месторождениях ртути происходит нарушение ландшафта, образуются отвалы. При этом происходит рассеивание ртути, являющейся токсичным веществом, губительно влияющей на все живое. Аналогичная проблема возникает на разработке залежей сурьмы. В результате работ остаются скопления тяжелых металлов, загрязняющих атмосферу.

При добыче золота используются технологии для отделения благородного металла от минеральных примесей, сопровождающиеся выделением в атмосферу ядовитых компонентов. На отвалах месторождений руд урана наблюдается присутствие радиоактивного излучения.

Чем опасна добыча угля:

Последствия добычи полезных ископаемых

деформацией поверхности и углесодержащих пластов;
загрязнением воздуха, воды и почвы в районе расположения карьера;
выбросом газа и пыли при выносе пустых пород на поверхность;
обмелением и исчезновением рек;
затоплением брошеных карьеров;
образованием депрессионных воронок;
обезвоживанием, засолением слоя почвы.

На территории, расположенной вблизи от рудника, происходит создание антропогенных форм (оврагов, карьеров, терриконов, отвалов) из отходов сырья, которые могут простираться на десятки километров. На них не могут расти ни деревья, ни другие растения. А стекающая с отвалов вода с токсическими веществами наносит вред всему живому на больших прилежащих площадях.

Динамика обемов добычи угля в России по способам добычи

На месторождениях каменной соли происходит образование галитовых отходов, переносимых осадками в водоемы, служащие для снабжения жителей ближайших населенных пунктов питьевой водой. Вблизи разработок магнезитов происходит изменение кислотно-щелочного баланса почвы, приводящее к гибели растительности. Изменение химического состава почвы приводит к мутациям растений – изменению окраски, уродливости и т. д.

Происходит и загрязнение земель сельскохозяйственного назначения. При транспортировке полезных ископаемых пыль может разлетаться на большие расстояния и оседать на почве.

Со временем земная кора истощается, снижаются запасы сырья, падает содержание полезных ископаемых. Вследствие этого возрастают объемы добычи и количество отходов. Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является создание искусственных аналогов природных материалов.

Защита литосферы

Одним из методов, позволяющих защитить земную поверхность от губительного воздействия горнодобывающих предприятий, является рекультивация земли. Частично решить экологическую проблему можно с помощью заполнения отходами разработок образовавшихся выемок.

Поскольку во многих породах содержится не один вид полезных ископаемых, необходимо оптимизировать технологии, производя добычу и переработку всех имеющихся в руде компонентов. Такой подход не только окажет положительное влияние на состояние окружающей среды, но и принесет немалый экономический эффект.

Влияние человека на литосферу

Как сохранить окружающую среду?

На современном этапе развития промышленных технологий необходимо предусматривать мероприятия по охране окружающей среды. В приоритете находится создание малоотходных или безотходных производств, способных значительно уменьшить губительное воздействие на экологию.

Чтобы сохранить природу, необходим комплексный подход к использованию отходов разработок и грамотное применение недр при добыче полезных ископаемых.

Охрана природы от последствий добычи полезных ископаемых

Мероприятия, помогающие решить проблему

При решении проблемы защиты окружающей среды важно использовать комплексные мероприятия: производственные, экономические, научно-технические, социальные.

Улучшить экологическую ситуацию можно с помощью:

Как решается проблема вреда от добычи полезных ископаемых в мире

более полного извлечения ископаемых из недр;
применения промышленностью попутного нефтяного газа;
комплексного использования всех компонентов пород;
мероприятий по очистке вод при подземных разработках;
применения шахтных сточных вод в технических целях;
использования отходов в других производствах.

Во время добычи и переработки минерально-сырьевых ресурсов необходимо использовать современные технологии, позволяющие сократить выбросы вредных веществ. Несмотря на затратность применения передовых разработок, вложения оправданы улучшением экологической ситуации.

Видео по теме: Экологические риски при добыче нефти в Каспийском море

Источник