 |
Способы разработки горных пород и их классификации
|
|
|
|
Лекция №1
Сообщения темы: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДОБЫЧА СЫРЬЯ.
ПЛАН
1.Способами производства горных работ.
2.Элементы карьеру.
3.Способы разработки горных пород и их классификация.
СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА ГОРНЫХ РАБОТ
Важными строительными материалами являются цемент, песок, гравий, металлы, древесина, камень, кирпич, стекло, изоляционные и кровельные материалы. Сырьем для их получения (кроме древесины и других органических веществ) служат минеральные вещества, такие как известняк, кварцит, доломит, полевой шпат, глины, каолины, гипс, мел, слюда и других, которые лежат в недрах земли, полученные для использования и называются полезными ископаемыми.
Работы по извлечению полезных ископаемых из недр земли называются горными.
Полезные ископаемые добывают:
· открытым;
· подземным;
· комбинированным способами.
При открытом способе добычи, загрузки и транспортировки полезных ископаемых ведут на поверхности земли. Выбор способа зависит от физических свойств полезного ископаемого, глубины залегания, прочности слоев залежей и их расположение в пространстве, от объема предполагаемой добычи, и имеющихся средств механизации. Нефть и газ, например, добывают подземным способом, используя скважин. Глубоко расположенные твердые ископаемые добывают в шахтах. Большую часть сырья для производства строительных материалов, добывают открытым способом в карьерах.
Карьером называют совокупность открытых горных выработок, оборудованных для добычи полезных ископаемых и которые являются составной частью производственно-хозяйственной единицей - предприятие, цех или участок.
Открытый способ добычи ископаемых, по сравнению с подземным (шахтным) имеет следующие преимущества: в 3... 4 раза большую производительность труда при меньшей (в 2... 3 раза) себестоимости добытого материала (благодаря применению мощных машины и оборудование для добычи и транспортировка); лучшие условия труда, меньше травматизм; возможность более быстрого строительства и ввода в эксплуатацию карьеру, по сравнению с шахтой.
|
|
|
преимуществами открытого способа добычи особенно наглядно проявляются в том, что при больших объемах работ можно эффективно использовать мощные технические средства - экскаваторы, бульдозеры и скреперы, гидромонитора, механизированный процесс добычи и транспортировки полезных ископаемых и пустых пород.
к недостаткам открытого способа относятся: большой объем выемки и перемещения пустых пород (вскрышные работы), приведение больших участков земли в непригодное к дальнейшему использованию состояние, зависимость работ от климатических условий.
При добыче полезных ископаемых открытым способом в карьере, как правило, в то же время выполняют два вида работ:
1) вскрышные работы;
Добыча полезных ископаемых.
Вскрышные работы заключаются в удалении слоя пустой породы (вскрыши), прикрывающая полезные ископаемые. Эта пустая порода содержит растительный слой, наносы, выветренный слой полезных ископаемых. Объем вскрышных работ может расти по мере разработки месторождения при наклонном размещения слоя полезных ископаемых. Вскрышные работы опережают добывающие.
ЭЛЕМЕНТЫ КАРЬЕРА
карьер - выемка, которая служит для разработки полезных ископаемых открытым способом.
Рисунок 1.1 - Элементы карьеру.
элементы карьеру - пространственные составляющие карьера, исчерпывающе характеризует его геометрию. Основные элементы: рабочий (1) и нерабочий (2) борт карьера, подошва или дно (3), верхний и нижний контуры (4) карьеру, уступы (5,6), площадки (7,8), углы откоса уступа γ1, γ2, границы карьеру.
|
|
|
Рисунок 1. 2 - Уступи и под уступы
а - основные элементы, б - расположение транспортнии горизонтов: 1 - верхнюю площадку; 2,4 - верхняя и нижняя бровки; 3 - откос; 5 - нижний площадку. Н1, Н2 - высота уступов, h1, h2 - высота под уступов.
карьерный поле - месторождение или его часть, которая отрабатывается одним карьером.
выработанное пространство - образуется в процессе открытых горных работ. На поверхности выработанное пространство ограничивается границами карьерного поля, по глубине - днищем карьеру.
Разработка полезных ископаемых при открытой разработке ведется горизонтальными слоями, в результате чего профиль карьеру имеет форму ступеньки.
Эта ступень называется уступ - часть толще горных пород, которая отрабатывается самостоятельными средствами рыхление, выемка и транспортировки. Высота уступа определяется с учетом безопасности ведения горных работ и зависит от рабочих параметров горного оборудования.
подуступов называется часть уступа по высоте, которая отрабатывается самостоятельными средствами рыхление и выемки, но обслуживается общим для всего уступа транспортом.
Теперь давайте поговорим об основных элементах уступа:
площадка уступа - горизонтальная поверхность, которая ограничивает уступ по высоте. Различают верхнюю и нижнюю площадки.
откос уступа - наклонная поверхность, которая ограничивает уступ со стороны выработанного пространства.
Угол, который образует откос уступа с горизонтальной поверхностью называется углом откоса уступа.
Линия Пертин откоса уступа с верхней и нижней площадками уступа называется верхней и нижней бровками соответственно.
Часть уступа по ширине, которая разрабатывается выемочных средствами и транспортом называется заходками.
Торец заходки называется забоем. Заходками уступа характеризуется шириной, высотой и длиной.
Фронтом работ уступа называется часть уступа, которая подготовлена для ведения горных работ.
Рабочей площадкой уступа (Рабочим горизонтом) называется площадка уступа, на которой расположено оборудование. Рабочие площадки уступов соединены между собой бермами.
Совокупность уступов, которые находятся в одновременном отработке, называется рабочей зоной карьеру.
|
|
|
борт карьера - это боковая поверхность, которая ограничивает карьер и состоит из откосов и площадок уступов.
Борт карьера, на котором происходят работы, называется рабочим бортом.
Если же работы на борту не ведутся, то борт является нерабочим.
Площадка между уступами на холостом борта карьера, которая остается для поддержания устойчивости борту называется предохранительных берм.
А если эта площадка служит для размещения транспортных коммуникаций, то такую берму называют транспортной.
Линия пересечения бортов карьера с поверхностью называется верхним контуром карьера. Линия пересечения бортов карьера с днищем называется нижним контуром карьера.
Условная поверхность, проходит сквозь верхний и нижний контуры карьеру, называется откосом борта карьера.
Угол, который образует эта плоскость с горизонтальной поверхностью, называется углом откоса борта карьера.
Для более эффективного использования оборудования уступы и отвалы (места складирования пустых пород) следует располагать так, чтобы как наиболее сократить транспортные пути и использовать природные наклонности рельефа местности. Для заключения пустой породы лучше использовать выработанное пространство карьера.
СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ горных пород и их классификации
В природе не существует двух одинаковых месторождений полезных ископаемых - все они разные. Природные условия характеризуются геологией, топографией поверхности, гидрогеологией, сейсмологией и климатом. Каждое месторождение имеет свой генезис, т.е. происхождение и развитие в течение миллионов лет, поэтому все месторождения разные. Несмотря на это все месторождения можно сгруппировать и классифицировать по определенным признакам - например по форме рудного тела.
По форме рудного тела месторождения делят на пластовые, пластообразные, трубообразные, столбообразный, линзовидные, жильные, штокверки, гнездо подобные, сложной формы и россыпи.
пластовые - ограниченные от вмещающих пород более или менее параллельными плоскостями, то есть имеют плитоподибну форму и относительно постоянную мощность. Имеют преимущественно осадочное происхождение
|
|
|
пластообразные - отличаются от пластовых менее выдержанной форме и мощностью, имеют разные углы падения. Характерным представителем месторождений этой формы является большинство месторождений Кривбасса.
столбообразный - при значительном размере по падению (в глубину) имеют небольшие размеры по простиранию. Разновидностью столбообразный месторождений является трубообразные, которые в горизонтальном сечении имеют эллиптическую форму (кимберлитовые трубки)
линзовидные - имеют четко выраженную форму линзы, то есть округлую или овальную форму с меньшей мощностью по краям, имеют различные размеры и углы падения.
жильные - разделяют на простые и сложные. Простая жила - это одиночное рудное тело, сложная - это совокупность сближенных жил и множества прожилок. Среди прости жил можно выделить: плитоподибни, рубцовые и линзовидные. Среди сложных - сетевые, веточные и седловидные, форма жил зависит от трещин в земной коре
Штокоподибни рудные тела имеют большие размеры неправильной формы. Иногда такие тела называют массивами
Гниздоподибни имеют маленькие размеры, и каждое рудное тело отдельно не имеет промышленного значения.
сложной формы
россыпи - горизонтальные пластообразные рудные тела небольшой мощности.
Вскрышные работы и добычу полезных ископаемых в карьерах осуществляют механическим, гидромеханическим и взрывным способами. Выбор соответствующих средств механизации зависит от объема работ, условий залегания добываемых горной породы и ее физико-механических свойств, которые характеризуются прочностью, вязкостью, упругостью, хрупкостью, трещиноватостью, рыхлость, устойчивостью, удельного и объемного веса.
по добуваемости горные породы разделяют на шесть групп: по две группы для сыпучих, связных и скальных.
По степени прочности - на десять - от очень крепких (I группа) до сыпучих и плывунов.
Добыча горных пород отражается также и в классификации по единым нормам и расценкам, по которым горные породы объединены в 16 групп - от песка (I группа) до базальта.
По трудности разработки
И - песок, супесь, растительный грунт, торф.
II - легкий и лессовидных суглинок, мелкий и средний гравий, супесь и растительный грунт, смешанные со щебнем и галькой, мягкая влажная или распущена глина.
III - жирная мягкая глина, суглинок твердый, гравий большой, галька мелкая, щебень крупностью 15....40мм.
|
|
|
IV - жирная глина и тяжелый суглинок с примесью щебня, суглинок твердый со щебнем или галькой, сланцеватой глина, галька крупная, конгломераты.
V - плотный затвердевший лес, металлургические шлаки, мягкий НЕ выветренный мергель, мягкие меловые породы, твердая автомобиль бонна глина, нетвердые сланцы, мел, гипс, песчаники и мягкие известняки, предварительно разрыхлен мерзлые породы.
VI - ракушечники и конгломераты, сланцы, твердые известняки, песчаники и мергель средней прочности, очень твердые мел, опоки и гипс.
VIИ, VIИИ - хорошо высажены скальные и мерзлые породы (куски не более 0,3 ширины ковша).
Вопросы для самопроверки
1. Какие работы называют горными?
2.Якимим способами добывают полезные ископаемые?
3.От чего зависит выбор способа?
4.Дайте определения карьеру.
5.Коротко характеризуйте открытый способ добычи полезных ископаемых.
6.Назвить недостатки и преимущества открытого способа добычи полезных ископаемых.
7.Назвить элементы карьеру.
8.Коротко характеризуйте элементы карьеру.
9.Вид каких факторов зависит выбор средств механизации?
10.Назвить категории по сложности разработки горных пород.
ЛИТЕРАТУРА
1. Константопуло С. Механическое оборудование заводов железобетонных изделий и теплоизоляционных материалов. М.: Высшая школа, 1988 [2] с. 8-11
2.Назаренко И.И., Туманская А.В. Машины и оборудование предприятий строительных мате риалов. М.: "Высшая школа", 2004
|
|
|
