Конспект ПРРиНМ

КАФЕДРА РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине "Подземная разработка рудных месторождений" (для студентов специальности 6.090300 "Подземная разработка месторождений

полезных ископаемых")

Алчевськ

ДонДТУ

2006

УДК 622.2.06 (085.8)

Конспект лекцій з дисципліни "Підземна розробка рудних родовищ" (для студ. спец. 6.090300 "Підземна розробка родовищ корисних копалин") / Укл.: Р.А. Фрумкін, В.О. Тищенко, О.П. Болотов – Алчевськ:

ДонДТУ, 2006. – 107 с.

Розглянуті основні особливості розробки рудних родовищ, форми їх залягання, розкриття, підготовки, основних виробничих процесів та систем розробки.

Укладачі:	Р.А. Фрумкін, проф.,
	В.О. Тищенко, доц.,
	О.П. Болотов, ас.
Відповідальний редактор	М.К. Клішин, проф.
Відповідальний за випуск	Р.А. Фрумкін, проф.

Конспект лекций по дисциплине "Подземная разработка рудных месторождений" (для студ. спец. 6.090300 "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых") / Сост. Р.А. Фрумкин, В.А. Тищенко, А.П. Болотов – Алчевск: ДонГТУ, 2006. – 107 с.

Рассмотрены основные особенности разработки рудных месторождений, формы их залегания, вскрытия, подготовки, основных производственных процессов и систем разработки.

Составители:	Р.А. Фрумкин, проф.,
	В.А. Тищенко, доц.,
	А.П. Болотов, асс.
Ответственный редактор	Н.К. Клишин, проф.
Ответственный за выпуск	Р.А. Фрумкин, проф.

2

Содержание

1 ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………5

2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ……………………………………10

2.1Основные определения и терминология …………...10

2.2Запасы, потери и разубоживание руды …………….13

2.3Особенности залегания и разработки рудных месторождений ……………………………..18

2.4Классификация рудных месторождений по форме, мощности и углу падения ……………….21

3 ОСОБЕННОСТИ ВСКРЫТИЯ И ПОДГОТОВКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ……..29 3.1 Особенности подготовки рудных

месторождений …………………………………………..29 3.2 Особенность вскрытия рудных месторождений …..34

4 ОСНОВНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ВЫЕМКЕ РУДЫ ……………………42

4.1Отбойка руды …………………………………………42

4.2Вторичное дробление руды ………………………….51

4.3Выпуск и доставка руды ……………………………..54

4.4Управление горным давлением ……………………..62 5 СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ …………………………………….70

5.1Классификация систем разработки рудных месторождений ……………………………….70

3

5.2Системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства …………….72

5.3Системы разработки с обрушением

руды и вмещающих пород…………………………….85

5.4 Системы разработки с искусственным поддержанием выработанного пространства ……….95

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ……………………..107

4

1ВВЕДЕНИЕ

1.1Когда началась добыча и переработка руд?

Ответ. Первые сведения о применении металла и металлообработки относятся к началу VI тыс. до н. э. (Северная Месопотамия). Добыча и переработка руд на территории Украины датируется 2200 г. до н. э. (Артёмовск).

1.2 Что представляли собой первые «шахты»?

Ответ. Первые «шахты» представляли ямы диаметром до 2 м и глубиной около 10 м с боковыми выработками высотой до 1 м.

1.3 Перечислите основные горнорудные районы Украины. Ответ. Горнорудная промышленность в Украине достаточно

развита и включает в себя более 80 месторождений в разных регионах:

—железная руда – 30 млрд. т. разведанных запасов (Криворожский железорудный бассейн – 18 млрд. т; Кременчугский железорудный район – 4,5 млрд. т.; Приазовский железорудный район – 3 млрд. т; Белозерский (Запорожская обл.) железорудный район – 0,5 млрд. т);

—доломиты – (производство стойких огнеупоров) – 420 млн. т (8 месторождений – Донецкая обл., Закарпатье, Кривбасс);

—природный облицовочный камень (гранит, габбро, лабрадориты, сиениты, базальты) – более 300 месторождений (Днепропетровская, Криворожская, Тернопольская, Житомирская и др. обл.);

—каменная соль – Артемовское месторождение (Донецкая обл.), Солотвинское месторождение (Закарпатье);

—ртуть – Никитовское ртутное месторождение (Донецкая обл.);

—марганцевые руды – Никопольское месторождение (Днепропетровская обл.).

5

1.4Какой район Украины занимает одно из первых мест по количеству и разнообразию минерально-сырьевых ресурсов?

Ответ. По количеству и разнообразию минерально-сырьевых ресурсов одно из первых мест в Украине принадлежит Закарпатью, где разведано 222 месторождения 30 видов полезных ископаемых: бурый уголь, ртуть, сера, свинец, цинк, золото, серебро, калийная соль, каолин, полевой шпат, цеолит, строительные и облицовочные материалы, огнеупорная глина, перлит, минеральные и термальные воды.

1.5Роль горных институтов в становлении и развитии горнорудной промышленности Украины и стран СНГ.

Ответ. Прогресс горнорудной промышленности был бы невозможен без громадного вклада, который внесли в развитие горного дела научно-исследовательские и проектные горные институты (ИГД АН

СССР, Гипроруда, Унипромедь, Гипрорудмаш, Механобр и др.), без десятков высших и средних специальных учебных заведений, подготовивших тысячи высококвалифицированных специалистов для многочисленных рудников и карьеров.

1.6Назовите ученых, внесших наибольший вклад в развитие горнорудной промышленности Украины и стран СНГ.

Ответ. Ученые, внесшие большой вклад в развитие горнорудной промышленности страны: академики АН СССР А. М. Терпигорев, Л.Д. Шевяков, А. А. Скочинский, Н. В. Мельников, В. В. Ржевский, М. И. Агошков, акад. АН УССР Г. М. Малахов, акад. АН Каз.ССР О. А. Байконуров, чл.-корр. АН СССР Д. М. Бронников, И. Н. Плаксин, А. О. Спиваковский, профессора Н. И. Трушков, П. И. Городецкий, В. М. Попов, В. Р. Именитов и др.

6

1.7Перспективы и удельный вес подземного способа добычи рудных и нерудных ископаемых.

Ответ. Добыча руд подземным способом все время будет возрастать, хотя удельный вес ее в общем балансе добычи в ближайшем будущем и снизится. В ряде случаев подземный способ разработки является единственно возможным (большая глубина залегания рудного тела, сложные горно-геологические условия, необходимость сохранения поверхности и др.). Открытым способом разработки добывается более 40-70 % добываемого угля, руд металлов, горно-химического сырья и 100 % нерудных строительных материалов.

1.8Перспективы применения физико-химических (геотехнологических) способов и морской добычи руд.

Ответ. Объемы применения геотехнологии и добычи руд со дна морей и океанов постоянно будут расширяться. По мнению ряда специалистов океанское дно и добыча из скважин физико-химическими способами в будущем будет основным районом добычи минерального сырья. Однако в ближайшее время эти способы не смогут серьезно конкурировать с традиционными (открытыми и подземными), так как, во-первых, они возможны только для отдельных месторождений, содержащих в существенных количествах лишь какой-либо один полезный компонент, а, во-вторых, уровень развития современной техники добычи и переработки руд пока еще не позволяют вести их разработку

вдостаточных количествах экономически оправданными методами.

1.9На какой глубине ведутся в настоящее время горные работы? Назовите самые глубокие рудные шахты в мире.

Ответ. Глубина подземных работ на многих современных рудниках достигла 800-1200 м, что влечет за собой работу в условиях вы-

7

сокого горного давления. Самой глубокой рудной шахтой в мире является рудник «Чемпион-Риф» (3400 м, Индия), в России – «Таймырский рудник» (1300 м, Норильский горно-металлургический комбинат).

1.10Основные направления совершенствования горных работ, позволяющие нейтрализовать отрицательное влияние повышенного горного давления.

Ответ. Основным направлением совершенствования горных работ на глубоких горизонтах является изменение конструкции систем разработки и организации работ, которые должны быть направлены на повышение скорости очистной выемки как наиболее эффективного метода борьбы с горным давлением, что может быть достигнуто уменьшением горизонтальных размеров блоков, концентрацией очистных работ, повышением производительности выпуска руды и др. Поэтому предусматривается дальнейшее расширение области применения этажного и подэтажного обрушения с отбойкой руды в «зажатой среде», а также систем разработки с твердеющей закладкой.

1.11В каком направлении будет происходить совершенствование систем разработки?

Ответ. Одним из важнейших направлений в совершенствовании систем разработок является применение выпуска руды на почву откаточных выработок с последующей погрузкой ее подземными экскаваторами или погрузочными машинами в шахтные вагонетки или на конвейер. При этом необходимо отказаться от применения воронок и дучек, совместить горизонты подсечки, выпуска и доставки руды.

8

1.12 Задачи, поставленные перед горнорудной промышленностью страны.

Ответ. Основными задачами, поставленными перед горнорудной промышленностью страны являются: дальнейшее увеличение объема добычи руд, применение высокопроизводительного оборудования, широкое применение поточной технологии добычи и переработки руд, снижение потерь и разубоживание руды, более полное извлечение всех полезных компонентов, комплексное использование месторождений с учетом требований законодательства об охране окружающей среды, улучшение качества и ассортимента выпускаемой продукции.

9

2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

2.1 Основные определения и терминология

2.1.1Какие минеральные образования называются рудой и пустой породой?

Ответ. Природное минеральное образование, из которого в данных условиях и при данном уровне развития техники и технологии экономически целесообразно извлекать полезные компоненты, называется рудой. Минеральное образование, не содержащее полезных компонентов, или содержащее их в таком количестве, что их добыча и переработка при данном уровне развития техники и технологии является нецелесообразными, называется пустой породой.

2.1.2Раскройте смысл относительности деления минеральных веществ на руду и пустую породу.

Ответ. Разделение минеральных веществ на руду и пустую породу относительно и может изменяться во времени: по мере развития и совершенствования техники, технологии и экономики появляется возможность перерабатывать руды с низким содержанием полезных компонентов, которые ранее относились к пустым породам.

2.1.3Что такое промминимум?

Ответ. Промминимум – это минимальное промышленное содержание полезных компонентов в руде, ниже которого разработка месторождения в данных условиях экономически не выгодна.

2.1.4 Какое месторождение называется рудным?

Ответ. Рудным месторождением называется естественное скопление рудных минералов в земной коре.

10