1. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ И МИНЕРАЛЫ
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ
ГОРНЫХ ПОРОД.
3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОРНЫХ РАБОТАХ.
3.1. СПОСОБЫ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
3.2. ТЕРМИНОЛОГИЯ И ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ
3.3. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.
4. ТЕХНОЛОГИЯ ГОРНЫХ РАБОТ НА КАРЬЕРАХ.
4.1. ПОДГОТОВКА ГОРНЫХ ПОРОД К ВЫЕМКЕ.
4.1.1. Осушение горных пород перед выемкой.
4.1.2. Предохранение пород от промерзания и оттаивание мерзлых пород
4.1.3. Механическое рыхление.
4.1.4. Взрывное рыхление
4.1.4.1. Буровые работы
4.1.4.1.1. Способы бурения и буровые станки
4.1.4.1.2. Расчет производительности буровых станков
4.1.4.1.3. Параметры взрывных скважин
4.1.4.2. Взрывные работы
4.1.4.2.1. Расчеты взрывных работ
4.2. ВЫЕМКА И ПОГРУЗКА ГОРНЫХ ПОРОД
4.2.1. Общие сведения о выемочно-погрузочных работах
4.2.2. Выемка горных пород экскаваторами
4.2.2.1. Выемка пород механическими лопатами
4.2.2.1.1. Основные технологические параметры механических лопат
4.2.2.1.2. Расчет производительности мехлопат
4.2.2.2. Выемка пород драглайнами
4.2.2.3. Выемка пород многочерпаковыми экскаваторами
4.2.3. Выемка горных пород землеройно-транспортными машинами
4.2.3.1. Выемка пород колесными скреперами
4.2.3.2. Выемка пород бульдозерами
4.2.3.3. Выемка пород одноковшовыми погрузчиками
4.3. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ КАРЬЕРНЫХ ГРУЗОВ
4.3.1. Виды карьерного транспорта
4.3.2. Автомобильный транспорт
4.3.3. Железнодорожный транспорт
4.3.4. Конвейерный транспорт
4.3.5. Специальные виды транспорта
4.3.5.1. Подвесные канатные дороги
4.3.5.2. Трубопроводный транспорт
4.3.5.3. Гравитационное транспортирование горной массы
4.3.5.4. Скиповые подъемники
4.4. ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ
4.4.1. Общие сведения об отвалообразовании
4.4.2. Бульдозерное отвалообразование
4.4.3. Экскаваторное отвалообразование
4.4.4. Плужное отвалообразование
4.4.5. Конвейерное отвалообразование
4.4.6. Гидроотвалы
1. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ И МИНЕРАЛЫ
На протяжении всей истории своего существования на Земле человечество добывало минеральные ресурсы из твердой оболочки, называемой земной корой. В земную кору входит литосфера (верхняя часть оболочки земного шара до глубины 16 км), гидросфера (совокупность всех водных объектов — океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова) и нижняя часть атмосферы (до 15 км). Основная масса вещества земной коры (191018 т) сосредоточена в литосфере (рис. 1.1).По данным около 6000 химических анализов изверженных горных пород, из которых в основном состоит литосфера (95 %), американец Ф. Кларк определил в 1889 г. ее средний химический состав, который позднее уточнили советские ученые — А.Е. Ферсман и А.П. Виноградов.
Эти данные показывают (рис. 1.2), что на девять химических элементов приходится более 98 % от массы литосферы, а если к ним прибавить еще 16 элементов, то суммарное содержание 25 элементов составит 99,94 %. Остальные 86 элементов периодической системы элементов Д.И. Менделеева составляют 0,06 %.
Рис.1.2. Средний химический состав (%) земной коры по А.Е. Ферсману
Среди них такие важные для мирового хозяйства элементы, которые входят в состав литосферы в сотых, тысячных и миллионных долях процента, как золото (0,0000005 %), серебро (0,00001 %), платина (0,0000005 %), уран (0,0004 %), свинец (0016 %), олово (0,004 %), бериллий (0,01 %), кобальт (0,003 %), торий (0,0008 %), сурьма (0,00005 %).
В свободном виде химические элементы почти не встречаются в земной коре. Вступая в различные химические реакции друг с другом, они образуют устойчивые химические соединения, которые называют минералами (от латинского "minera" — руда). В природе насчитывают около трех тысяч минералов. Каждый минерал имеет постоянные свойства и признаки, по которым он отличается от других минералов. Академик А.Г. Бетехтин выделяет следующие классы твердых минералов: галоидные соединения (галит NaCI, сильвин KCI, флюорит CaF2 и др.); самородные элементы (золото, серебро, графит, алмаз, сера и др.); сернистые соединения или сульфиды (галенит PbS, сфалерит ZnS, халькопирит CuFeS2 и др.); соли кислот (кальцит СаСО3, магнезит МgСО3,гипс CaSO4 2H2O и др.); оксиды и гидраты оксидов (кварц SiO2, глинозем Al2O3, касситерит SnO2 и др.).
Академик В.В. Ржевский дал следующее понятие минерала — это физически и химически индивидуализированное, как правило, твердое тело, относительно однородное по составу и свойствам, возникшее как продукт природных физико-химических процессов, протекающих на поверхности и в глубинах Земли и других планет, обычно представляющее собой составную часть горных пород и метеоритов. Большинство минералов — кристаллические вещества (или ранее находились в кристаллическом состоянии, но утратили его в результате распада). В число минералов включаются также природные аморфные образования (опал) и жидкие минералы (самородная ртуть). Они называются минералоидами.
4.4.4. Плужное отвалообразование
Плужное отвалообразование применяют на карьерax при доставке железнодорожным транспортом небольших объемов дробленных скальных вскрышных пород и складировании их в ярусы высотой более 25 м. Целесообразно также плужное отвалообразование при большом числе тупиков, расположенных на разных горизонтах нагорных карьеров, или при раздельном складировании небольшого по объему, но многосортного полезного ископаемого.
Плужное отвалообразование производится отвальным плугом, который представляет собой один или два выдвижных лемеха длиной до 7,5 м, навешанных по бокам локомотива или прицепного вагона специальной конструкции.
Строительство плужного отвала начинается с укладки железнодорожных путей на основание отвала на длину начального фронта. По уложенному пути подаются составы с горными породами, которые разгружаются на одну или обе стороны от него. Отсыпанная порода разравнивается вдоль пути отвальным плугом. Когда образуется насыпь шириной, достаточной для размещения путей, на нее переукладываются пути и процесс повторяется. В результате получается отвал ступенчатой формы. Эти работы ведут до достижения проектной высоты отвала (яруса). После этого укладку пород производят под откос отвала параллельными заходками, и отвальный фронт двигается только в горизонтальном направлении. Ширина заходки и шаг передвижки железнодорожного пути составляет 1,5...4 м.
Технология плужного отвалообразования состоит в том, что из думпкаров производят разгрузку породы под откос отвального уступа, затем отвальным плугом планируют поверхность отвала и после образования достаточной ширины площадки передвигают рельсовый путь ближе в бровке откоса.
Выгрузка породы из думпкаров может производиться по одному думпкару, группами из двух-трех думпкаров или одновременно всего состава по всей длине отвального тупика. При разгрузке часть разгружаемой породы (30...60 %) скатывается под откос, другая большая часть (до 70%) остается на отвальной бровке и образует навал породы в виде гребня около железнодорожных путей. После разгрузки по путям проходит отвальный плуг и за несколько проходов сталкивает под откос оставшуюся на верхней площадке породу. На очищенную площадку выгружают очередной состав. Разгрузку составов и планировку отвальным плугом повторяют 4...8 раз, пока не заполнится пространство отвала на ширину до 3,5 м. На вновь образованную площадку с помощью путепередвигателя перемещается путь.
Достоинствами плужного отвалообразования являются небольшая стоимость отвального оборудования и сравнительно низкая себестоимость работ по укладке пород, простота управления процессами отвалообразования, большой фронт разгрузки (соответствует длине рабочей части отвального тупика).
К недостаткам следует отнести небольшую высоту отвала (10...15 м в полускальных и 15...20 м в скальных породах) и, соответственно, незначительную приемную способность отвалов; небольшой шаг переукладки путей и отсюда значительный объем путевых работ; низкая производительность труда; невозможность отвалообразования рыхлых и глинистых пород.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
