- •Загальні питання технології видобутку вугілля
- •Короткі відомості з історія видобутку вугілля
- •Короткі відомості про вугільні родовища України
- •Вуглевидобуток в Україні та перспективи його розвитку
- •Утворення родовищ корисних копалин
- •Утворення вугілля.
- •Елементи залягання вугільних пластів і рудних тіл.
- •Головні технологічні властивості гірничих порід і масивів.
- •Шахта, шахтне поле, запаси
- •Ділення шахт на категорії за метаном.
- •Гірничі виробки
- •Проведення та кріплення гірничих виробок
- •Прояви гірського тиску у одиночній виробці
- •Форми і розміри поперечного перетину виробок. Конструкції кріплення
- •Кріплення виробок
- •Кріплення вертикальних виробок
- •Кріплення похилих виробок
- •Способи і схеми будівництва виробок
- •Проведення горизонтальних виробок буропідривним способом
- •Буропідривні роботи
- •Буріння шпурів.
- •Заряджання та підривання шпурів.
- •Провітрювання вибою.
- •Навантаження породи
- •Допоміжні роботи
- •Зведення постійного кріплення
- •Проведення виробок за допомогою гідромеханізації
- •Проведення виробок за допомогою комбайнів
- •Проведення горизонтальних виробок у неоднорідних породах
- •Способи проведення, розташування підривки бокових порід
- •Проведення виробок вузьким вибоєм
- •Проведення виробок широким вибоєм
- •Особливості будівництва похилих виробок
- •Проведення стволів
- •Технологічний комплекс поверхні шахти
- •Приствольний двір
- •Підготовка шахтних полів
- •Розподіл шахтного поля на основні частини
- •Класифікація способів підготовки
- •Поверховий спосіб підготовки
- •Панельний спосіб підготовки
- •Погоризонтний спосіб підготовки
- •Спосіб підготовки головними штреками
- •Комбінований спосіб підготовки
- •Розкриття шахтних полів
- •Фактори, що впливають на спосіб розкриття. Вимоги до способів розкриття
- •Основні способи розкриття
- •Розкриття вертикальними стволами.
- •Розкриття похилими стволами.
- •Розкриття штольнями.
- •Комбінований спосіб розкриття.
- •Число стволів та їх розміщення в шахтному полі
- •Системи розробки пластових родовищ
- •Загальні відомості
- •Вимоги до систем розробки
- •Фактори, що впливають на вибір системи розробки
- •Класифікація систем розробки вугільних пластів
- •Суцільні системи розробки
- •Суцільна система розробки лава-поверх (ярус) на пологому пласті
- •Суцільна система розробки на крутому пласті
- •Суцільна система розробки з вийманням по повстанню
- •Стовпові системи розробки
- •Стовпова система розробки лава-ярус (поверх) на пологому пласті
- •Стовпова система розробки на крутому пласті
- •Стовпова система розробки з вийманням вугілля по повстанню (падінню)
- •Комбіновані системи розробки
- •Загальні поняття про системи розробки потужних пластів
- •Очисні роботи
- •Виймання вугілля
- •Виймання вугілля комбайнами
- •Виймання вугілля стругами і скреперостругами
- •Гідравлічна відбійка вугілля
- •Доставка вугілля в лавах
- •Кріплення очисних вибоїв
- •Управління гірничим тиском в очисному вибої
- •Загальні відомості про способи управління покрівлею
- •Спосіб управління покрівлею повним обваленням
- •Часткова закладка
- •Плавне опускання покрівлі
- •Закладні матеріали
- •Гідравлічна закладка
- •Пневматична закладка
- •Самотічна закладка
- •Підземний транспорт
- •Рейковий транспорт
- •Канатна відкатка
- •Конвеєрний транспорт
- •Шахтний підйом.
- •Рудникова атмосфера. Способи провітрювання гірничих виробок
- •Шахтне повітря.
- •Атмосферне і шахтне повітря
- •Поняття про газовий режим
- •Шахтний пил
- •Кліматичні умови в гірничих виробках
- •Рух повітря в гірничих виробках. Вентиляційні пристрої. Провітрювання виробок
- •Причини, які обумовлюють рух повітря по виробках
- •Вентиляційні пристрої в підземних виробках
- •Витоки повітря і заходи боротьби з ними
- •Контроль за станом рудникової атмосфери.
- •Особливості розробки рудних родовищ
- •Загальні положення
- •Промислова характеристика рудних родовищ
- •Ділення шахтних полів
- •Стадії розробки рудних родовищ
- •Технологічні схеми основних виробничих процесів при виїмці руди
- •Відбійка руди
- •Вторинне дроблення руди
- •Доставка і завантаження руди
- •Системи розробки рудних родовищ
- •Класифікація систем розробки
- •Системи розробки з відкритим виробленим простором
- •Системи розробки з магазинуванням руди
- •Системи розробки з закладкою
- •Системи розробки з кріпленням
- •Системи розробки з обвалюванням руди і бокових порід
- •Про спеціальні способи підземного видобутку руди
- •Поняття про розробку корисних копалин відкритим способом
- •Принцип відкритої розробки.
- •Елементи уступу.
- •Етапи відкритої розробки.
- •Розкриття кар'єрних полів.
- •Розкривні і видобувні роботи.
- •Переміщення кар'єрних вантажів.
- •Переваги і недоліки відкритого способу розробки.
- •Збагачування вугілля
- •Загальні відомості про копальневі вугілля
- •Основні аналітичні показники
- •Класифікація і маркірування вугілля
- •Вуглезбагачувальні фабрики
- •Загальні відомості
- •Технологічні операції при збагаченні вугілля
- •Вуглеприйом і підготування вугілля до збагачення
- •Загальні відомості
- •Доставка вугілля на фабрику і його прийом
- •Видалення з вугілля сторонніх предметів
- •Попередня класифікація і дробіння
- •Акумулювання рядового вугілля у бункерах
- •Грохочення вугілля
- •Гранулометричний склад вугілля
- •Ситовий аналіз
- •Призначення і види грохочення
- •Порядок виділення класів при грохоченні
- •Решета і сита
- •Основні фактори, що впливають на процес грохочення
- •Визначення ефективності процесу грохочення
- •Класифікація грохотів
- •Роздрібнення вугілля
- •Загальні відомості
- •Класифікація дробарок
- •Падіння твердих тіл у середовищі
- •Вільне падіння тіл у середовищі
- •Щільне падіння тіл у середовищі
- •Гідравлічна класифікація
- •Основи гідравлічної класифікації
- •Гідравлічні класифікатори
- •Фракційний аналіз і збагаченність вугілля
- •Проведення фракційного аналізу
- •Збагачуваність вугілля
- •Криві збагачення
- •Основи гравітаційного збагачення вугілля
- •Основні поняття
- •Збагачення у важких середовищах
- •Загальні відомості
- •Властивості мінеральних суспензій
- •Сепаратори для збагачення у важких середовищах
- •Регенерація суспензій
- •Технологічні схеми збагачення вугілля у важких середовищах і регенерації магнетитових суспензій
- •Збагачення вугілля відсадженням
- •Сутність процесу відсадження
- •Теоретичні основи процесу відсадки
- •Технологічні параметри відсадки
- •Відсадні машини
- •Збагачення вугілля у протитечних гравітаційних апаратах
- •Шнекові сепаратори
- •Флотація вугілля
- •Загальні відомості
- •Теоретичні основи флотації
- •Флотаційні реагенти
- •Класифікація флотаційних машин
- •Флотаційні машини
- •Схеми флотації
- •Звезводнювання продуктів збагачення
- •Загальні відомості
- •Звезводнювання в елеваторах
- •Звезводнювання на грохотах
- •Звезводнювання в центрифугах
- •Фільтрування продуктів флотації і шлама
- •Загальні відомості
- •Дискові вакуум-фільтри
- •Стрічкові вакуум-фільтри
- •Фільтр-преси
- •Сгущення шламів і освітлення оборотної води
- •Шлам і його характеристика
- •Водно-шламове господарство вуглезбагачувальних фабрик
- •Флокуляція шламів
- •Водно-шламові схеми
- •Знепилювання, знешламування і пиловловлення
- •Освітлення підземних виробок
- •Охорона праці і техніка безпеки
- •Відомості про правила охорони і техніки безпеки на підземних гірничих роботах.
- •Засоби індивідуального захисту робітників, що працюють на підземних роботах.
- •Правила поводження з електроустаткуванням.
- •Поведінка людей під час аварії.
- •Література
- •Предметний покажчик
Утворення родовищ корисних копалин
Родовищемкорисних копалин називається накопичення мінеральної речовини на певній площі в земній корі, що утворилось під впливом геологічних процесів, яке в якісному та кількісному відношенні задовольняє вимогам промисловості при даному стані техніки і в даних економіко-географічних умовах.
Родовище може бути промисловим, якщо згідно затвердженим кондиціям воно має балансові запаси, і непромисловим, якщо використання його запасів в теперішній час економічно недоцільно або технічно і технологічно неможливо.
В залежності від геологічних процесів, що обумовлюють накопичення мінеральної речовини в надрах, всі родовища корисних копалин розподіляють на ендогенні, екзогенні та метаморфогенні.
Ендогенніродовища корисних копалин формуються в результаті дії внутрішньої енергії Землі і пов’язані з магматичними процесами.
В процесі диференціації і кристалізації магми і утворення вивержених порід, відбувається формування різних типів магматичних родовищ корисних копалин (лікваційний, магматичний, пегматитовий, карбонатовий, скарновий, гідротермальний). При цьому формуються родовища і рудних і нерудних корисних копалин.
Екзогенніродовища корисних копалин утворюються в результаті хімічної, біохімічної і механічної диференціації речовини під дією зовнішньої сонячної енергії. серед екзогенних родовищ розрізняють: родовища вивітрювання, розсипні і осадові.
Родовища вивітрюваннягенетично пов’язані з формуванням кори вивітрювання. При цьому відбувається накопичення таких корисних копалин як боксити, каолініти, бурі залізняки, марганець та інші.
Розсипиутворюються при фізичному вивітрюванні і пов’язаному з ним механічному руйнуванні гірських порід, а також деяких рудних покладів. Розсипні родовища алмаза, титана, вольфраму, олова, золота, платини, танталу, ртуті та інших металів мають важливе промислове значення.
Осадові родовища формуються в результаті механічного (гравій, пісок, глина), хімічного (солі, гіпс, ангідрит, борати, лімоніт та ін.) і біохімічного (фосфорити, карбонати, кременисті породи, вугілля, горючі сланці) осадження мінералів або руд в водних басейнах. Серед них розрізняють озерні, болотні, річні, морські родовища.
Метаморфогенніродовища корисних копалин утворюються під впливом процесів метаморфізму, обумовлених дією високої температури, великого тиску і хімічно активних речовин. Серед метаморфогенних родовищ виділяють: метаморфізовані, які утворилися в процесі метаморфізму за рахунок раніш існуючих родовищ корисних копалин, при цьому змінюється форма, склад, будова тіл корисних копалин, але промислове застосування мінеральної сировини не змінюється (із бокситів утворюються наждаки, із бурого залізняка – магнетит та інше) і метаморфічні, які можуть заново утворюватися із гірських порід, що раніше не мали промислової цінності (пісковики перетворюються в кварцити, вапняки – в мармур, вугілля – в графіт та інше).
Утворення вугілля.
Викопне вугілля– це тверда горюча осадова порода, що утворилась від відмерлих рослин та мікроорганізмів в результаті їх біохімічних, фізико-хімічних і фізичних змін.
Для утворення вугілля необхідно сприятливе сполучення палеогеографічних та геотектонічних факторів – наявність рослинного матеріалу, певних кліматичних та геотектонічних умов, рівнинного заболоченого рельєфу.
В загальному процесі вуглеутворення виділять дві фази:
торфоутворення – перетворення вихідного матеріалу в торф (або сапропель);
вуглефікація – послідовне перетворення торфу (сапропелю) в буре вугілля, а при подальшому розвитку цього процесу: бурого вугілля в кам’яне, а кам’яного в антрацит.
На початковому етапі вуглеутворення в біосфері відбувалась седиментація органічних і мінеральних речовин.
Накопичення залишків вищих рослин, вихідного матеріалу для утворення гумулітів, відбувалось в торф’яних болотах, що займали низинні узбережжя морів і прісноводних водоймищ, поверхневих водотоків. В умовах великого обводнення, обмеженого притоку кисню в осадок, під впливом мікроорганізмів відбувалось торфоутворення. Цей біохімічний процес називається гуміфікацією, тому що протікає в напрямку розкладу рослинної речовини на воду, вуглекислий газ, метан і гумусову кислоту. Із залишків нижчих рослин і найпростіших тваринних організмів утворюється сапропель (гнилісний мул). Сапропелі багатіші воднем, ніж торф і бідніші вуглецем.
Проведені аналізи свідчать про те, що більшість речовин, які можуть бути екстраговані із вугілля виникли не безпосередньо із залишків деревинних та інших залишків рослин, а є продуктами переробки цих залишків бактеріями, що живуть на дні боліт. Це змушує припустити, що мікроорганізми в походженні паливних корисних копалин займають дуже велику роль. Отже торф і сапропель є початковою стадією процесу вуглеутворення.
Перетворення торфу в вугілля і подальші зміни цього вугілля називають вуглефікацією. Вона виникає після покриття торф’яників осадками покрівлі. Цей процес можна представити як процес збагачення маси вуглецем за рахунок зменшення інших компонентів (кисень, водень, вода).
Вуглефікація розподіляється на дві фази: діагенез і метаморфізм. Діагенез – це перетворення торфу (сапропелю) під дією фізико-хімічних і геохімічних факторів в буре вугілля різного петрографічного складу.
В результаті біохімічних процесів (геліфікації, фюзенізації, елювіації, бітумінізації) завершились процеси гуміфікації, відбувалось старіння, затвердіння колоїдів, ущільнення матеріалу, його дегідратація.
Метаморфізм вугілля– процес глибокого структурно-молекулярного перетворення органічної речовини вугілля зі зміною його хімічного складу, фізичних і технологічних властивостей, а також літифікації мінеральних включень. Метаморфізм вугілля є наслідком дії на вугілля: внутрішнього тепла Землі при занурюванні вугленосних товщ на глибину (регіональний метаморфізм), тепла, що виділяється магматичними тілами (термальний метаморфізм), тепла, прониклих в вугільні пласти вивержених порід в зонах безпосереднього контакту їх з вугіллям (контактовий метаморфізм).
Процес переходу торфу у вугілля супроводжується полімеризацією і конденсацією його речовин.
Метаморфізоване вугілля утворює безперервний генетичний ряд:
Таблиця 1‑2 – Класифікація вугілля
п/п |
Група |
Стадія |
Умовні позначення |
1 |
Буровугільна |
Буровугільна |
Б – 0 |
2 |
Кам’яновугільна |
Довгополум’яна Газова Жирна Коксова Спіснений спікливий Пісний |
Д – I Г – II Ж – III К – IV ОС – VI Т - V |
3 |
Антрацитова |
Напівантрацитова Антрацитова |
ПА – VII А – VII-X |
Стадії метаморфізму і промислові марки вугілля – поняття різні. Стадійність підкреслює стан процесу вуглеутворення, а значення промислових марок відбивають хіміко-технологічні властивості.
Марочний склад вугілля залежить не від загального його віку, а від умов вуглеутворення.
Вугільні пласти формуються на певних етапах тектонічного розвитку континентів – при переважаючому значенні загального занурювання, на фоні яких проявляються коливальні рухи підлеглих амплітуд. Характер коливальних рухів в геосинклінальних, платформенних областях і областях з перехідним режимом розвитку різний, тому і формуються різні вугільні басейни. Так, для Донбасу, який формувався в умовах геосинклінального режиму розвитку, характерна велика кількість вугільних пластів і прошарків (330), висока ступінь метаморфізму (від бурих до антрацитів) та інше. Для Підмосковного басейну, який відноситься до родовищ платформного типу, характерна невелика кількість вугільних пластів і прошарків (від одиниці до 25), вугілля буре, максимальна глибина залягання продуктивної товщі – 200 м.