Реферат на тему
Виробничі процеси у гірничодобувній промисловості
План
1 Загальні відомості з геології і розвідка корисних копалин
2 Видобування корисних копалин
3 Збагачення корисних копалин
Література 1 Загальні відомості з геології і розвідка корисних копалин
Зовнішня тверда частина земної кори називається літосферою. Вона
складається із корінних та наносних порід. Корінні породи залягають на
місці свого первісного утворення. Наносні породи створюються в
результаті руйнування корінних порід. Вони перенесені з місць свого
первісного утворення за допомогою води і повітря.
За ступенем використання породи поділяють на корисні копалини і пусті
породи. Пусті породи – це такі, що в даний час не використовуються.
Поділ порід на корисні копалини і пусті породи є умовним. 3 часом межа
між ними зміщується у бік пустих порід.
Природне скупчення корисної копалини, що має певний об’єм, називають
родовищем. Родовища бувають корінними і у виді розсипу. Розсипи
зустрічаються у вигляді пухких пісчано-глинистих сумішей. Розсипи
залягають пластами і, як правило, мають велику площу.
Корисні копалини у корінних родовищах можуть мати правильну і
неправильну форму залягання. Правильна форма – це пласт або жила.
Неправильна форма – це шток, гніздо або лінза. З промислової точки зору,
найбільшу зацікавленість викликають пласти.
Пласт – це залягання гірничих порід, яке обмежене двома площинами. Таку
форму завжди мають осадкові породи. Усі пласти в період свого утворення
мали горизонтальне положення.
Основні параметри пласта: кут падіння (, кут простягнення (, потужність
пласта m і глибина залягнення h (рис.1).
Висячий бік
h (
. .
m . .
Лежачий бік
Рисунок.1 – Параметри пласта
Розрізняють пласти за кутом падіння ( :
– горизонтальні……………..0 – 3(;
– пологі………………………….4-25(;
– похилі…………………………26-45(;
– круті……………………………46-90(.
Напрямок простягнення пласта відносно меридіана визначається кутом
простягнення (, який може коливатись від 0 до 90(.
За потужністю пласти поділяються на :
– надто тонкі m = до 0,6 м;
– тонкі m = 0,5 – 1,3 м;
– середньої потужності m = 1,3 – 3,5 м;
– потужні m більше ніж 3,5 м.
Потужність пласта, глибина його залягання і кут падіння зумовлюють
спосіб добування корисної копалини.
Декілька пластів, розташованих паралельно (один над одним), називають
свитою пластів.
А) Пошуки і розвідка родовищ корисних копалин
Роботи, пов’язані з пошуками родовищ корисних копалин, називають
пошуками. Роботи, пов’язані з дослідженням глибини залягання, розмірів
і складу корисної копалини, називають розвідкою або розвідуванням.
Геологічні роботи поділяють на чотири стадії:
– виявлення ознак корисної копалини;
– відшукування родовища;
– розвідка родовища;
– геологічне дослідження залежі.
В гористій місцевості рудні копалини залягають переважно жилами. В
горбистій – пластові залягання. Іноді корисні копалини виходять прямо на
поверхню землі, тоді пошук їх спрощується.
Якщо родовище залягає на значній глибині, для його дослідження бурять
розвідувальні свердловини, прокладають виробки. Таке розвідування
коштує дорого. Найчастіше у таких випадках застосовують геофізичні
способи розвідки.
Б) Геофізичні способи пошуків родовищ
До геофізичних способів пошуків родовищ належать: електророзвідка,
магніторозвідка, гравітаційна розвідка, сейсморозвідка, радіорозвідка,
радіоактивна і ультразвукова розвідка.
Електророзвідка – по швидкості проходження електричного струму в верхніх
шарах земної кори роблять висновки про наявність корисної копалини.
Магніторозвідка – наявність корисної копалини виявляють по відхиленню
магнітної стрілки магнітометра (компасу) . Таку розвідку можна робити
навіть з літака.
Гравітаційна розвідка. У будь-якій точці земної поверхні діють сили
тяжіння. Нерівномірність сил тяжіння у різних точках зумовлена
нерівномірністю розподілу мас у земній корі. Стрілка гравітометру
зміщується у бік залягання, яке має щільність більшу, ніж навколишні
породи. Гравітаційна розвідка дозволяє встановити контури залягання
рудних родовищ.
Сейсморозвідка – основана на визначенні швидкості розповсюдження в
земній корі пружних хвиль, що виникають при вибуху. Для цього роблять
декілька свердловин. В одні закладають вибухівку, в інші – сейсмографи.
Потім роблять вибух і спостерігають за показаннями сейсмографів.
Радіорозвідка – основана на зміні швидкості радіохвиль при про-ходженні
через породи різної щільності. Локатор випромінює радіохвилі, а приймач
їх приймає.
Ультразвуковий метод – оснований на тому, що в надра землі посила-ється
сигнал в ультразвуковому діапазоні хвиль. Якщо він зустрічає щільні шари
корисної копалини, хвилі відбиваються від них, повертаються на поверхню
і реєструються спеціальними приладами.
Радіоактивні методи – використовують властивості деяких елементів, які
самоповільно розпадаються, випромінюючи при цьому певні частки, що
фіксуються дозиметрами
При розвідці нафтових і газових родовищ використовують газову зйомку
місцевості. Приклад – газовий лічильник – реєструє навіть незначні
концентрації газу в повітрі.
В) Розвідка родовищ
Після виявлення родовища приступають до його розвідки. При розвідці
проводять такі дослідження:
– виявляють форму залягання корисної копалини і площу її
розпов-сюдження;
– виявляють глибину залягання, кут падіння і напрямок про стягнення;
– виявляють потужність залежи і змінення її по простяганню і падінню;
– досліджують мінералогічний і хімічний склад залежи та його
власти-вості;
– вивчають зміни якості корисної копалини по глибині, простягненню і
падінню.
При пластовому заляганні складається повний геологічний розріз
родовища.
Залежно від ступеня розвіданості родовища корисних копалин поділяють на
три групи: А, Б, С. Родовища групи А – це повністю розвідані, вивчені і
підготовлені до розробки. До групи Б належать відносно розвідані і
попередньо опробувані родовища. До групи С належать родовища,
встановлені геологічними дослідженнями при пошукових роботах, тобто
прогнозні родовища.
Г) Фізико-механічні властивості гірничих порід
Способи добування корисних копалин і застосовувана техніка багато в чому
залежать від властивостей гірничих порід. Дослідження цих властивостей
(механічних і хімічних) є складовою частиною розвідки корисної копалини.
Гірничі породи складаються з окремих часток, які можуть бути
зцементованими або незцементованими (сипучими). Окрім того породи можуть
бути простими, тобто такими, що складаються з одного мінерального
компонента (піщаник, вугілля, вапняк) і складними (граніт, сланці).
В гірничих породах можуть бути капіляри, порожнини, наповнені водою,
газом, повітрям. Тому властивості породи в різних напрямках різні і по
одному зразку важко визначити властивості усього масиву.
Залежно від складу і властивостей породи поділяють на такі категорії:
– пухкі і сипучі (пісок, торф);
– м’які (глина);
– ламкі (сланець, вапняк, піщаник, вугілля);
– міцні (граніт, залізняк).
Для віднесення порід до тієї чи іншої категорії професором
Протодьяконовим запропонована класифікація, згідно з якою для кожної із
порід встановлено коефіцієнт міцності.
Міцність мінералу – це його здібність протистояти руйнуванню. Коефіцієнт
міцності за Протодьяконовим визначається за формулою:
f = (/100 , (1)
де ( – межа міцності породи при її роздавлюванні, кг/см?.
Для випробування використовують зразки порід у вигляді кубика розмірами
100мм х 100мм х 100 мм.
Коефіцієнт міцності порід знаходиться в межах від 1 до 20. Найвища
міцність у граніта – 18-20 одиниць. Залізні руди Кривбасу мають міцність
від 8 до 16 одиниць.
Другою важливою характеристикою породи є її твердість. Твердість – це
опір гірничої породи проникненню в неї іншого більш твердішого тіла.
Твердість гірничих порід оцінюють за десятибальною шкалою Мооса методом
дряпання (за розмірами подряпини). Згідно з цією шкалою встановленні
такі одиниці твердості:
Тальк………………………….1; Польовий
шпат………………6;
Кам’яна сіль………………2;
Кварц………………………………7;
Вапновий шпак………….3;
Топаз………………………………8;
Плавиковий шпат………4; Корунд……………………………9;
Апатит……………………….5;
Алмаз…………………………….10.
Д) Родовища корисних копалин Чернігівської області (за станом на
1998р.)
Корисна копалина Кількість розвіданих
родовищ Кількість родовищ, які експлуатуються
Нафта 20 17
Конденсат 9 5
Газ 9 5
Торф 199 89
Пісок будівельний 7 1
Крейда будівельна 6 1
Пісок скляний 2 1
Глина тугоплавка 3 1
Цегельна глина 95 58
2 Видобування корисних копалин
А) Гірничі роботи, гірничі виробки
При добуванні корисних копалин виконують роботи по відокремленню порід
віл масиву, відокремленню корисних копалин і пустих порід та доставці їх
до місця переробки. Ці роботи отримали назву гірничих робіт.
Роботи, пов’язанні з відокремленням корисної копалини, називають
очисними роботами.
Порожнини, що утворюються в земній корі в результаті гірничих робіт,
називають гірничими виробками.
За розташуванням у земній корі відносно земної поверхні гірничі виробки
поділяють на відкриті і підземні. До відкритих відносять канави, траншеї
і кар’єри. Усі вони умовно називаються кар’єрами.
Підземні гірничі виробки поділяють на вертикальні, горизонтальні і
похилі.
До вертикальних відносяться: стовбур, сліпий стовбур, гезенок, шурф,
колодязь.
стовбур – вертикальна гірнича виробка, яка має безпосередній вихід на
денну поверхню і служить для видачі на поверхню корисної копалини,
спуску допоміжних матеріалів, спуску-підйому людей, подачі свіжого
повітря.
Сліпий стовбур – вертикальна гірнича виробка, яка не має
безпосеред-нього виходу на денну поверхню і служить для підйому корисної
копалини з нижчого горизонту на вищий.
гезенок – це сліпий стовбур, який служить для спуску корисної
копа-лини з вищого горизонту на нижчий.
Колодязь і шурф – це вертикальні гірничі виробки, які мають вихід на
поверхню і призначенні для допоміжних робіт: розвідка пласта,
вентиляція.
До горизонтальних гірничих виробок відносяться: горизонт (не має
жод-ного виходу на поверхню, штольня – (має один вихід на денну
поверхню), тунель – (має два виходи), штрек – не має жодного
горизонтального ви-ходу.
Похилі гірничі виробки зустрічаються рідко, оскільки вони незручні в
експлуатації.
Б) економічне обґрунтування доцільності способу видобування корисної
копалини
Після розвідки родовища корисної копалини постає питання, яким способом
здійснювати його експлуатацію. Економічним критерієм доцільності
застосування відкритих робіт є вартість корисної копалини. Об’єм пустих
порід, який необхідно видалити при відкритій розробці тим більший, чим
глибше залягає корисна копалина. Знаючи повну вартість однієї тони
корисної копалини при підземному добуванні сп,, вартість добування
корисної копалини при відкритому способі со, вартість одного кубичного
метра покривлі св, об’єм покривлі v у метрах кубічних, і промислові
запаси корисної копалини q у тонах, можна встановити межу економічної
доцільності застосування відкритих і підземних робіт, яка відповідає
рівності вартостей однієї тони корисної копалини при тому чи іншому
способі.
Сп = со + св – v/q , (2)
Відношення v/q показує яку кількість пустої породи необхідно
перемістити для видобутку однієї тони корисної копалини. Це відношення
називають коефіцієнтом розкривних робіт, який дорівнює
к = (сп – со)/св , (3)
Величини сп, со, св, як при відкритому, так і при підземному способі
залежать від глибини виробки і застосовуваної техніки.
Якщо в рівнянні (2) виявиться більшою ліва частина, доцільно
викорис-товувати відкритий спосіб і навпаки.
В) видобування корисних копалин відкритим способом
При відкритому способі видобування корисних копалин в кар’єрах весь
комплекс виробничих процесів можна розділити на такі основні етапи:
– підготовка земної поверхні (вирубання лісу, відвід води, осушення);
– розкривні роботи – видалення гірничих порід для забезпечення доступу
до залежі корисної копалини;
– добувні роботи – добування корисної копалини;
– транспортні роботи – відвантаження і транспортування копалини за
територію кар’єру.
Третій і четвертий етапи іноді поєднують в один (при добуванні сипучих
корисних копалин).
Розкривні і добувні роботи у вугільних кар’єрах включають виїмку,
навантаження, транспортування і розвантаження пустих порід і корисної
копалини (вугілля).
В залізорудних кар’єрах процесу виїмки руди передують буровибухові
роботи.
Г) різновиди кар’єрів
В гірничодобувній промисловості застосовуються два типи кар’єрів:
oooooooooooooooooooooooooooo
262oe2?3 4 465O5f6ynnnnnnnnnynnnnnnnnnynnnnnnn
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
