Підземна розробка родовищ

Підземна розробка родовищ – видобування з надр Землі, що полягає у розкритті родовища (проведенні капітальних гірничих виробок), підготовці його до експлуатації і веденні видобувних робіт шахтним способом.Традиційною і поки що найпоширенішою є розробка твердих копалин (у шахтах, на рудниках), під час якої агрегатний стан речовини (копалини) не змінюється.

Останнім часом все частіше застосовують підземну розробку родовищ з частковою або повною зміною агрегатного стану, використовуючи бурові свердловини (підземна сублімація, розчинення підземне, вилуговування підземне тощо). Ці способи по суті поєднують власне видобуток і збагачення мінералів.

Основні системи традиційної розробки родовищ можна розділити на дві групи:

• системи підземної розробки вугільних родовищ;

• системи підземної розробки рудних родовищ.

Найбільш поширена галузева класифікація систем:

• І. Системи розробки без розділення на шари: суцільні за простяганням, за підняттям (падінням); стовпові – довгими стовпами, короткими стовпами, довгими стовпами за підняттям (падінням), щитові; камерні; комбіновані – камерно-стовпова, парними штреками, суцільна з елементами стовпової, стовпова з елементами суцільної.

• ІІ. Системи розробки з розділенням на шари: горизонтальними шарами; похилими шарами; поперечно-похилими шарами; діагональними шарами; комбінована з гнучким перекриттям.

Перспективи підземної розробки родовищ пов’язані з розробкою гірничих машин нового покоління – автоматизованих і автоматичних комплексів з тенденцією все меншої безпосередньої участі людини у процесі виймання мінералу з пласта, переходом розробок на все більші глибини, розвитком екологічно чистих маловідходних і ресурсозберігаючих комплексних технологій, зокрема типу “видобуток – первинна переробка”.

Підводна розробка родовищ корисних копалин

  Розробка поверхневих родовищ шельфу і ложа океану виробляється відкритим способом через водну товщу. На поверхні шельфу (19% площ суші) і ложа океану (50% площ Землі) зосереджені величезні мінеральні ресурси. Лише у железомарганцевих конкреціях донних відкладень Тихого океану запаси марганцю прогнозуються в 2,4×10 11 т, кобальту — 2,8×10 9 т, нікелю — 9,4×10 9 т, мідь — 5,3×10 9 т.

  Залежно від горно-геологічних і гідрометеорологічних умов, глибини розробки і вигляду корисної копалини застосовуються різні технічні засоби (Додаток 3), а також способи підводного добутку. Розробляються розсипи переважно багаточерпаковими, гідравлічними і грейферами драгами . Для розробки железомарганцевих конкрецій випробувані і будуються драги з гідравлічним підйомом (ерліфт) і ковшами, що закріплюються на безконечному тросі.

  Перспектививна шельфі визначаються перевагами в порівнянні з розробкою родовищ суші: будівництво дражних і інших технічних судів на крупних суднобудівельних заводах виключає період будівельно-монтажних робіт на родовищі; значно зменшуються об'єми по розтину родовищ корисних копалини; виключається будівництво під'їзних шляхів, ліній електропередач і житлових селищ, а також відпадає необхідність відчуження сільськогосподарських земель і подальша їх рекультивації.

  Гірським роботам на шельфі важкозайматись через наявність хвилювань на водній поверхні, заносимості вироблень на дні моря, розмивів відвалів, виїмкою порід і їх скиданням в середу життєдіяльності морської фауни і флори, а також через необхідність підтримки стійкості берегових ліній.

  Розробка родовищ надр Світового океану здійснюється підземними гірськими виробленнями і буровими свердловинами.

Підводний добуток з корінних родовищ по методах виїмки руд корисної копалини мало чим відрізняється від видобутку на суші. На більшості підводних шахт стволи закладаються на суші, внаслідок цього відкатувальні вироблення мають протяжність в декілька км. Застосовують розтин шахтних полів стволами з штучних островів (наприклад, шахта «Майке», Японія). Глибина заставляння гірських вироблень під дном, що зберігає їх від затоплення, залежить від властивостей вищерозміщених порід і зазвичай дорівнює 65—80 м. Розробка родовищ ведеться із закладкою виробленого простору; провітрювання морських шахт здійснюється через один ствол по трубах.

  В 1974 експлуатувалося 57 вугільних шахт в Японії, Великобританії, Туреччині, на о. Тайвань, дві залізорудні шахти у Фінляндії і Канаді, дві олов'яні копальні у Великобританії і СРСР.

    До підводного добутку відносять також витягання корисних копалини з морської води, засноване на физико-хімічних процесах виділення розчинених в ній солей, різних хімічних елементів, загальний об'єм яких досягає 48 млн. км 3 (в т.ч. біля 2×10 16 т натрію, біля 2×10 15 т магнію, біля 1,3×10 14 т брому).

  З середини 19 ст з маткових розсолов куховарської солі у Франції почали отримувати бром . З 30-х рр. 20 ст почалося промислове витягання з морської води магнію. У 1970 в СРСР, США, Великобританії і інших країнах працювало понад 100 підприємств по видобутку хлористого натрію з морської води з обсягом виробництва понад 10 млн. т, магнію 300 тис. т і брому 75 тис. т.

  Технологія витягання хімічних елементів з морської води передбачає, як правило, їх концентрацію, а потім, при взаємодії насиченого розчину з ін. елементами, їх здобуття у вигляді з'єднань (Додаток 4).

 Перспективи в цьому напрямі пов'язані із збільшенням об'ємів опріснення морської води. З отримуваних при цьому попутних розсолів хімічних елементи можна ефективно витягувати на установках по адсорбційному обміну і екстракції