1. Общие сведения
1.1. Формы залегания месторождений полезных ископаемых. Элементы залегания Формы залегания месторождений полезных ископаемых разнообразны и связаны с условиями образования (рис. 1.1).
Для магматических горных пород характерны скопления полезных ископаемых в виде:
штоков – больших тел с весьма неправильными очертаниями; куполов (лакколитов),
линз – округленных или овальных тел с уменьшением толщины к краям,
жил – трещин в земной коре, заполненных минеральным веществом,
массивов – интрузивных тел с весьма большими размерами;
гнезд (схема г) – скоплений различного размера и неправильной формы, неравномерно распределенных во вмещающих породах;
столбов – залежей, вытянутых в одном направлении.
Месторождения, приуроченные к осадочным породам, чаще всего залегают в виде пластов (схема а) – плитообразных минеральных тел большого протяжения, ограниченных приблизительно параллельными поверхностями – плоскостями напластований. Встречаются также линзы, гнезда, реже штоки (соль, гипс).
Для определения положения месторождений в земной коре выделяют основные элементы залегания:
простирание – направление горизонтальной линии, лежащей в плоскости пласта, жилы;
падение – наклон залежи, жилы, пласта к горизонтальной плоскости; угол падения – угол, образованный линией падения и ее проекцией на горизонтальную плоскость.
Горные породы, непосредственно примыкающие к поверхности, ограничивающей полезное ископаемое, называют боковыми или вмещающими.
Породы, расположенные ниже залежи, образуют лежачий бок или почву, расположенные выше – висячий бок или кровлю.
Расстояние по нормали между боками (кровлей и почвой) дает истинную (нормальную) мощность m (м) залежи. Часто выделяют горизонтальную mг (м) и вертикальную мощность hв (м). Их соответственно измеряют по горизонтали и вертикали (схема а).
1.2. Объекты открытых горных работ
Месторождения полезных ископаемых, разрабатываемые открытым способом, отличаются весьма разнообразными условиями залегания, влияющими на выбор технических средств и порядок производства горных работ.
Типы месторождений различают по характерным признакам.
По форме выделяют залежи (рис. 1.1):
- изометрические – развитые примерно одинаково во всех направлениях: массивные залежи, штоки, гнезда, и т. п.;
- плитообразные – вытянутые преимущественно в двух направлениях при относительно небольшой мощности: пласты, пластообразные залежи, линзы:
- столбообразные и трубообразные – вытянутые в одном направлении (главным образом по падению) при сравнительно небольших, мало отличающихся друг от друга размерах в сечении;
- смешанные – представленные одновременно несколькими формами (например, пласты и линзы, столбы и жилы);
- сложные, когда трудно выделить преимущественное тяготение к одной из перечисленных групп, например, ветвящиеся жилы, вкрапленности, гнезда.
От формы залежи зависит форма карьерного поля.
Рельеф поверхности может быть:
равнинным, (схема а); холмистым (схемы г, з),
представлен возвышенностью (схема в) или ее склоном (схема б),
наконец, залежь может находиться под водой.
Рельеф поверхности влияет на порядок разработки и выбор возможных средств механизации.
По строению различают [30]:
простые залежи с однородным строением без существенных прослоев и включений (схемы а, д, ж);
сложные залежи, содержащие прослои, пропластки, включения пустых пород и некондиционного полезного ископаемого, (схемы б, г, з);
рассредоточенные залежи, имеющие сложное строение, при котором кондиционное, некондиционное полезное ископаемое и пустые породы распределены в толще земной коры без определенной закономерности и четко выраженных контактов.
При разработке простых месторождений применяют валовый способ выемки. На сложных залежах необходима раздельная (селективная) разработка различных типов, сортов полезного ископаемого и пустых пород. Выбор валового или раздельного способа выемки на рассредоточенных залежах производят после детальной эксплуатационной разведки.
По углу падения выделяют залежи:
пологие, которые характеризуются горизонтальным или слабонаклонным (до 8–10°) залеганием (схемы а, г),
наклонные – с углами падения от 8–10 до 25–30° (схема ж),
крутые (крутопадающие) – с углами падения более 30° (схемы д, з),
сложного залегания – с переменным направлением падения, характерным для складок и разрывных тектонических нарушений.
При разработке горизонтальных и пологих залежей возможно складирование пустых пород в выработанном пространстве. В условиях наклонных залежей обычно не требуется выемка вскрышных пород со стороны лежачего бока залежи. При крутом падении необходимо производить разработку вмещающих пород как висячего, так и лежачего боков.
Мощность залежи определяет способ ее выемки. Условия и порядок разработки этих месторождений неодинаковы, поэтому численно различны и показатели одних и тех же классов мощности.
Горизонтальные и пологие месторождения классифицируют по вертикальной мощности залежи hв:
- весьма малой мощности – hв до 3–5 м;
- малой мощности – hв от 5 до 10–20 м;
- средней мощности – hв от 20 до 30–40 м.;
- большой мощности – hв более 40 м.
Наклонные и крутые месторождения классифицируют по горизонтальной мощности залежи mг:
- весьма малой мощности – mг менее 15–25 м;
- малой мощности – mг от 25 до 50–75 м;
- средней мощности – mг от 75 до 100–150 м;
- большой мощности – mг более 150 м.
