Процессы открытых горных работ кратко

Обновлено: 02.07.2024

Взрываемость вскрышного уступа определяют, главным образом, двумя характеристиками слагающих его пород: размером естественных блоков и сопротивляемостью этих блоков взрывному разрушению. Кроме этого, на взрываемость оказывают влияние диапазон изменения этих характеристик пород в уступе, координаты пространственного расположения слоев пород с неоднородными характеристиками и обводненность пород уступа.

Блочность массива вскрышных пород на угольных месторождениях

оценивается средним диаметром естественной отдельности

d е , м. Непо-

средственной характеристикой сопротивляемости естественных блоков взрывному разрушению является величина энергии, затрачиваемой на обра- зование единицы площади новой поверхности. Однако в настоящее время нет простых и надежных способов определения этой характеристики. На разрезах Кузбасса в качестве такой характеристики наибольшее распростра-

нение получило временное сопротивление пород сжатию

Диапазон изменения d е

оценивается коэффициентом неодно-

родности структурных и прочностных свойств пород уступа

К н , простран-

ственное расположение неоднородных по структурным и прочностным свойствам слоев пород - типом строения уступа Т , обводненность пород

уступа - высотой столба воды во взрывных скважинах

h в , м.

Прогнозируют взрываемость вскрышных пород на двух стадиях: при проектировании месторождения к разработке и в период его эксплуатации.

Цель прогноза взрываемости вскрышных пород на стадии проектирова- ния месторождения к разработке - обоснование решений по выбору техно- логии и горнодобывающей техники. Результаты прогноза взрываемости на этой стадии также могут быть использованы для решения задач, возникаю- щих при текущем и перспективном планировании горных работ в период эксплуатации месторождения.

Цель определения взрываемости пород вскрышных уступов на стадии

эксплуатации месторождения - обоснование параметров при составлении типового проекта буровзрывных работ и выполнении корректировочных расчетов к нему.

Наиболее полную и достоверную информацию о взрываемости пород на

этой стадии можно получить непосредственными измерениями: d е

ляют по замерам трещиноватости на откосе уступа;

раторных испытаний образцов горных пород; тип и строение уступа - по его откосу и данным процесса бурения скважин; обводненность - по замерам уровня воды во взрывных скважинах.

Прогнозирование структурных и прочностных свойств вскрышных пород

Процесс формирования состава и свойств пород угольных месторожде- ний охватывает несколько стадий: образование осадков, их диагенез, после- дующие изменения при эпигенезе вплоть до настоящего метаморфизма и выветривания.

В процессе образования осадков формируются первичные признаки по- род, определяющие их литологический тип: структурно - текстурные осо- бенности, состав обломочного материала, характер переслаивания и др. При диагенезе осадки уплотняются, происходит перераспределение вещества и образуется цемент. Эту стадию считают началом формирования инженерно - геологических свойств пород. При эпигенезе происходят дальнейшее уплот- нение пород, их литификация и вторичные изменения минералогического состава. Следовательно, свойства пород, которыми они обладают к моменту разработки месторождения, являются в большей степени эпигенетическими. Последующие геотектонические процессы изменили достигнутые при эпи- генезе параметры естественной блочности и прочности пород, не оказав су- щественного влияния на другие свойства. В результате этих же процессов часть пород оказалась в зоне гипергенеза и была подвержена выветриванию, вследствие чего их свойства резко изменились.

Указанные предпосылки, а также статистический анализ эксперимен- тальных данных позволили установить, что структурные и прочностные свойства пород определяются, прежде всего, следующими факторами: гео- лого-генетическим комплексом пород, определяющим их возраст; геотекто- ническими условиями формирования пород; эпигенезом; литологическим типом и глубиной залегания пород.

Из выделенных в Кузбассе семи геолого-генетических комплексов объ- ектом буровзрывных работ на угольных месторождениях являются, в основ- ном, вмещающие породы кольчугинской и балахонской серий.

По геотектоническим условиям угленосные районы бассейна разделены на четыре зоны: Приколывань-Томскую - на севере; Пригорношорскую - на юге; Центральную - в центре; Присалаирскую - на юго-западе (табл. 1.1).

Принадлежность угольных месторождений и разрезов к геотектоническим зонам

Марки угля и стадии эпигенеза осадочных пород

В соответствии с рекомендациями геологической службы бассейна и ре- зультатами проведенных исследований вскрышные породы угольных место- рождений по размеру обломочного материала и составу цемента разделены на литологические типы: конгломераты (К) и гравелиты (Г); песчаники (П - на карбонатном и ПГ - глинистом цементах; ПК, ПС, ПМ - соответственно, крупно-, средне, - мелкозернистые); переслаивание песчаника с алевролитом (ПА); алевролиты (А - на карбонатном цементе, АК, АМ - соответственно,

крупно-, мелкозернистые); аргиллиты (АР); породы с большим содержанием углистых материалов (АРУ, АМУ).

Указанные факторы являются входными параметрами в прогнозную модель естественной блочности и прочности пород, глубина залегания кото- рых составляет 60 - 100 м (табл. 1.3).

Примечание. В числителе приведено временное сопротивление пород сжатию

(МПа), в знаменателе - средний диаметр естественной отдельности в массиве (м).

Структурные и прочностные свойства вне этого интервала залегания пород определяют с помощью поправочных коэффициентов (табл. 1.4).

Значения поправочных коэффициентов

Примечание. В числителе приведены поправочные коэффициенты к опре-

делению  _cж , в знаменателе - для d _е .
Прогнозировать структурные и прочностные свойства пород по данным табл. 1.3 и 1.4 можно как на стадии проектирования месторождения к разра- ботке, так и в процессе его эксплуатации.

Исходной информацией для прогноза этих свойств на действующих разрезах являются геологический отчет о результатах разведки месторожде- ния и инженерно-геологический разрез по подготавливаемому к взрыву бло- ку. Инженерно-геологический разрез строят по результатам геолого- маркшейдерской съемки блока. На нем должно быть указано наименование всех литотипов пород, слагающих этот блок, их нормальная мощность и глубина залегания. По геологическому отчету устанавливают геотектониче- ские особенности месторождения (зону), принадлежность пород к геолого- генетическому комплексу (серию) и стадию их эпигенеза. Остальные факто- ры: литотип, координаты его расположения во взрывном блоке и глубину залегания от земной поверхности - определяют по инженерно - геологиче- скому разрезу.

При прогнозе структурных и прочностных свойств вскрышных пород для перспективных месторождений, а также не вскрытых горными выработ- ками полей действующих разрезов вместо инженерно-геологических разре- зов используют геологические разрезы и журналы, которые ведут по каждой разведочной скважине, пробуренной на поле месторождения. В них поин- тервально описывают однородный по составу каждый слой породы с указа- нием его названия, нормальной мощности, глубины залегания и др.

Вскрышные породы угольных месторождений сложены в большинстве случаев несколькими слоями различных литотипов пород, сопротивляемость взрывному разрушению которых неодинакова. Поэтому при определении параметров взрывной подготовки важно знать неоднородность структурных и прочностных свойств пород, слагающих взрываемый уступ, а также зако- номерности смены литотипов пород по высоте этого уступа.

Неоднородность структурных и прочностных свойств пород уступа оп- ределяют по формуле

_K_ d e max  cжmax  d e min  cжmin _,

н 0,4( 
cж max

пород уступа ; d e max ,

соответственно максимальный и минимальный предел

прочности пород уступа на сжатие, МПа.
При Кн  1 уступ принимают за однородный и рассчитывают для него

параметры взрывной подготовки по средневзвешенным значениям d e и

 _cж . В неоднородных уступах, когда Кн f 1 , удельный расход ВВ и пара- метры расположения скважинных зарядов необходимо определять с учетом

конкретного расположения неоднородных по d e

слоев пород в ус-

В зависимости от строения угленосной толщи месторождения и приня- той высоты уступа они могут быть представлены следующими типами (рис. 1.1).

Тип А. Строение уступа простое. Параметры d e

пределах интервала, величиной в одну категорию по блочности. Размещение зарядов ВВ в таких уступах не вызывает трудностей.

Тип Б. Уступы типа Б сложены породами, d e

ются в пределах интервала величиной от первой до второй категорий по блочности. По характеру изменения сопротивляемости пород взрывному разрушению в зависимости от высоты уступа выделено 10 вариантов строе- ний уступов этого типа.

Тип Б₁. Породы нескольких литотипов расположены во взрывном блоке так, что наиболее прочные и крупноблочные из них находятся в нижней час- ти уступа. Для обеспечения качественного дробления таких пород необхо- димо бурить дополнительные скважины. Заряды в этих скважинах целесо- образно размещать лишь в той их части, где находятся породы повышенной сопротивляемости взрыву. Возможна концентрация энергии взрыва в ниж- ней части уступа за счет применения более мощных ВВ или увеличения их плотности, а также сочетание этих способов.

Тип Б₂. Взрываемый уступ сложен породами нескольких литотипов та- ким образом, что наиболее трудновзрываемые породы расположены в верх- ней части уступа. Это один из самых неблагоприятных вариантов строения вскрышных уступов, так как наиболее прочные и крупноблочные породы располагаются в зоне нерегулируемого дробления (в зоне забойки). Такие уступы следует выявлять на стадии проектирования месторождения к разра- ботке и по возможности исключать их за счет изменения параметров систе- мы разработки.

Типы Б₃, Б₅, Б₇, Б₉. Общим для уступов этих типов является то, что в верхней их части располагаются породы, имеющие меньшую сопротивляе- мость взрывному разрушению, чем в средней или нижней частях уступа. Поэтому способы регулирования энергии ВВ в уступах в принципе не будут отличаться от рекомендованных ранее, а параметры расположения сква- жинных зарядов ВВ будут в большей степени определяться параметрами пространственного расположения наиболее прочных и крупноблочных сло- ев пород во взрывном блоке.

Типы Б₄, Б₆, Б₈, Б₁₀. Характерная особенность строения этих типов со- стоит в том, что наиболее трудновзрываемые породы или часть их распола- гаются в верхней части уступа, т.е. в зоне нерегулируемого дробления. По- этому в этом случае справедливы рекомендации указанные для уступов типа Б₂ с учетом конкретного расположения слоев пород во взрывном блоке.

Тип В. Уступ сложен породами с резко отличающимися параметрами структурных и прочностных свойств, диапазон изменения которых охваты- вает интервал, величиной более двух категорий по блочности (К_н>2). Ос- новная трудность при разрушении таких уступов заключается в своевремен-

Рис. 1.1. Типы строения уступов

ном обнаружении таких слоев пород и определении параметров их про- странственного положения. Схемы размещения скважинных зарядов ВВ не отличаются от уступов типа Б.

Тип Г. Характерен для уступов высотой 15 - 50 м. Строение сложное. Возможно как последовательное повторение структур типа А, Б и В, так и различное их сочетание (К_н f 2). Схемы размещения скважинных зарядов ВВ в таких уступах необходимо рассматривать в каждом конкретном случае от- дельно.

Открытые горные работы (англ. surface mining , нем. Tagebau , фр. exploitation des gisements a ciel ouvert ) — способ добычи полезных ископаемых с поверхности земли с помощью горных выработок, находящихся под открытым небом.

Содержание

Классификация

В зависимости от формы и положения залежи полезного ископаемого относительно земной поверхности по классификации академика Ржевского В. В. выделяют пять основных видов открытой разработки месторождений [1] :

Поверхностный. Характеризуется отработкой месторождения на полную мощность вскрыши и полезного ископаемого. Вскрышные породы размещаются в отработанном пространстве карьера. Внешние отвалы устраиваются при строительстве карьеров, а также при особых горногеологических и технологических условиях отработки месторождения полезных ископаемых.
Глубинного типа. Характерна выемка вскрышных пород и полезного ископаемого слоями в нисходящем порядке.
Нагорного типа. Характерно перемещение вскрышных пород и добытого полезного ископаемого на более низкие отметки сверху вниз.
Нагорно-глубинного типа. Характерны для сложных рельефов поверхности карьерного поля.
Подводная добыча. Характерно расположение кровли и почвы залежи ниже поверхности воды.

Основные технологические процессы открытых горных работ

Подготовка горных пород к выемке

Включает отделение горных пород от массива и их рыхление. При скальных породах производится с помощью буро-взрывных работ.

Погрузка горной массы в транспортные средства

Осуществляется с помощью различных подъёмно-транспортных механизмов: экскаваторов, погрузчиков, роторных комплексов и др.

Транспортировка горной массы

Для транспортировки горной массы используются различные транспортные средства:

Отвалообразование

Размещение пустых пород в отвалах, планирование отвалов, их рекультивация.

Примечания

↑ Открытая разработка месторождений полезных ископаемых // Горная энциклопедия / Гл. редактор Е.А. Козловский. — М .: Советская энциклопедия, 1989. — Т. 4. — С. 20-25.

Литература

Ржевский В. В. Открытые горные работы, 4-е издание, ч. 1-2. М: Недра, 1985

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Открытые горные работы" в других словарях:

Горные работы — работы по проведению и поддержанию в рабочем состоянии горных выработок, производимые для разведки или добычи полезных ископаемых из недр Земли. По расположению различают: открытые Г. р. проводимые под открытым небом, подземные в недрах… … Большая советская энциклопедия

ГОРНЫЕ РАБОТЫ — применение в определ, последовательности орудий и средств труда для отделения горных пород от массива, перемещения их в пределах горного пр тия и поддержания горных выработок в рабочем состоянии. Г. р. ведут с целью разведки или разработки… … Большой энциклопедический политехнический словарь

работы горные — Комплекс работ по проведению, креплению и поддержанию в рабочем состоянии горных выработок при строительстве подземных сооружений или разработке полезных ископаемых; различают горные работы подземные и открытые [Терминологический словарь по… … Справочник технического переводчика

РАБОТЫ ГОРНЫЕ — комплекс работ по проведению, креплению и поддержанию в рабочем состоянии горных выработок при строительстве подземных сооружений или разработке полезных ископаемых; различают горные работы подземные и открытые (Болгарский язык; Български) минни… … Строительный словарь

Горные породы — твердая кора земного шара и весь твердый его остов сложены из минеральных агрегатов. Г. породами называются те из этих агрегатов, которые играют существенную роль в составе литосферы, обнаруживая в основных чертах постоянство состава и строения в … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Работы горные открытые — комплекс основных технологических операций по разработке месторождений непосредственно с дневной поверхности карьера открытым способом. Источник: Справочник дорожных терминов … Строительный словарь

Буровзрывные работы — совокупность производственных процессов по отделению скальных горных пород от массива с помощью взрыва. Термин буровзрывные работы возник с целью подчёркивания неразрывности, взаимосвязи и взаимозависимости процессов бурения, заряжания взрывчатых … Википедия

Вскрышные работы — Вскрышные работы один из технологических процессов открытых горных работ по выемке и перемещению пород (вскрыши), покрывающих и вмещающих полезное ископаемое, с целью подготовки запасов полезного ископаемого к выемке. При скальных и… … Википедия

Земляные работы — Земляные работы, переработка грунта работы, включающие в себя: разработку грунта перемещение укладку и уплотнение При этом различают открытые земляные работы, подводные и подземные. Открытые работы подразумевают работу на поверхности земли … Википедия

відкриті гірничі роботи — открытые горные работы open working, open pit working Tagebau комплекс робітроботи|праць, що здійснюються з метою видобуткудобування|видобування корисних копалин безпосередньо зіз поверхні … Гірничий енциклопедичний словник

Читайте также: