Властивості і класифікація залягання гірничих порід
Утворення ендогенних і екзогенних родовищ корисних копалин. Вивчення процесів, супроводжуючих утворення вугілля. Види викопного вугілля, та їх застосування у народному господарстві. Елементи залягання вугільних пластів. Класифікація запасів вугілля.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | лекция |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 12.07.2015 |
| Размер файла | 264,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Властивості і класифікація залягання гірничих порід
Утворення родовищ корисних копалин
Родовищем корисних 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.
Ендогенні родовища 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.
Екзогенні родовища 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 вивітрювання генетично пов'язані з формуванням кори вивітрювання. При цьому відбувається накопичення таких корисних копалин як боксити, каолініти, бурі залізняки, марганець та інші.
Розсипи утворюються 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.
Метаморфогенні родовища к. к. утворюються під впливом процесів метаморфізму, обумовлених дією високої температури, великого тиску і хімічно активних речовин. Серед метам.-их 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 Размещено на http://www.allbest.ru/
- перетворення вихідного матеріалу в торф (або сапропель);
вуглефікація Размещено на http://www.allbest.ru/
- 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:
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.
Види викопного вугілля, та їх застосування у народному господарстві
Буре вугілля - 60-75% углерода, много влаги воды. Теплотворная способность их 5000-7200 ккал/ кг. При хранении на открытом воздухе они быстро выветриваются. Бурые угли используют обычно как энергетическое топливо. Некоторые сорта бурого угля являются сырьем для получения различных химических продуктов.
Кам'яне вугілля- 75-87% углерода, теплотворная способность их 7500-9000 ккал/ кг. Эти угли более крепкие, чем бурые, при ударе раскалываются на отдельные куски, по цвету -черные. Каменные угли применяют в промышленности для различных целей. Наиболее ценными являются коксующиеся угли, отличающиеся от обыкновенных каменных углей тем, что при обработке в специальных коксовых печах при температуре 750-1100° без доступа воздуха спекаются, образуя особый продукт - кокс, который применяют на металлургических заводах для выплавки чугуна в доменных печах. При этом из угля выделяются смола и газообразные продукты, из которых после соответствующей переработки изготавливают свыше 300 различных веществ, играющих важную роль в народном хозяйстве.
Елементи залягання вугільних пластів
Тілом корисної копалини називається відокремлене скупчення мінерального утворення, що за якістю відповідає вимогам промисловості.
Природні геологічні тіла відрізняються складними геометрично неправильними формами. За співвідношенням розмірів в трьох напрямках серед них виділяють ізометричні (штоки, штокверки), плитоподібні (пласти, жили), трубоподібні та тіла складної форми. Форма тіл корисних копалин залежить від генезису родовищ, тектонічної будови ділянки земної кори та складу вміщуючих порід.
Пласт - найбільш розповсюджена форма покладу осадових родовищ рудних покладів і нерудних корисних копалин. Пластом називається тіло, складене однорідними мінеральними утвореннями і обмежене двома практично паралельними поверхнями - поверхнями напластування. Нижня поверхня даного пласта є його підошвою, верхня - покрівлею.
Пласти гірських порід, що нахилено залягають у просторі, визначаються елементами залягання. До них належать лінія простягання і кут падіння (рис. 1-2).
Рис. 1 Елементи залягання пласта
Лінія простягання пласта - це лінія його перетину з горизонтальною площиною.
Лінія падіння пласта являє собою лінію, що лежить у площині пласта перпендикулярно до лінії простягання і направлена в сторону його падіння.
Кут падіння пласта - це кут, утворений площиною шару з горизонтальною площиною. За кутом падіння вугільні пласти поділяються на пологі (2-18°), похилі (18-35°), крутосхилі (36-55°) та круті (55-90°). Пласти з кутом падіння до двох градусів умовно називають горизонтальними.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Найважливішим елементом при розробці вугільного пласта є його потужність. потужність - це відстань по нормалі між підошвою та покрівлею пласта. У вітчизняній практиці підземної розробки вугілля вугільні пласти по потужності підрозділяються на дуже тонкі (до 0,7 м), тонкі (0,71-1,2 м), середньої потужності (1,21-3,5 м) і потужні (більше 3,5 м).
Основними об'єктами підземної розробки є пласти середньої потужності, але в ряді вугленосних районів значна частина належить також тонким і навіть дуже тонким пластам. Потужність пласта дуже впливає на техніку і технологію його відробки.
Будова вугільних пластів змінюється від простого (без породних прошарків) і помірно складного (з одним або кількома породними прошарками) до дуже складного (перешарування численних вугільних і породних прошарків). Породні прошарки складаються глинистими, глинисто-пісковиковими, пісковиковими породами, а також різною ступеню їх вуглефікованими різновидностями. Розрізняють поняття: загальна, корисна і виймальна потужність пласта (рис. 3).
Загальна потужність - це сумарна товщина вугільного пласта разом з прошарками породи; корисна потужність - це сумарна товщина тільки вугільних прошарків. Іноді, з технологічних причин, пласт виймають не на всю потужність. Товщина пласта, при якій розробка його технічно можлива і економічно доцільна, називається виймальною.
Переважна більшість осадових порід формується на рівній поверхні дна морів і океанів, тому спочатку вони залягають горизонтально або майже горизонтально. Таке первинне горизонтальне залягання шарів називають непорушеним. Під дією тектонічних рухів шари гірських порід деформуються, первинні умови їх залягання порушуються, і виникають вторинні структурні форми. Таке вторинне залягання шарів називають порушеним.
Тектонічні порушення або дислокації є двох типів
складчасті, Размещено на http://www.allbest.ru/
або плікативні (пластичні), суцільність шарів при яких не порушується, а змінюється лише форма їх залягання;
розривні, Размещено на http://www.allbest.ru/
або диз'юнктивні, коли суцільність шарів порушується і утворюються різні розриви.
Складки - це хвилеподібні згини шарів гірських порід. Розрізняють два типи складок: випуклі - антиклінальні і ввігнуті - синклінальні (рис. 1-4).
Розривні порушення утворюються тоді, коли напруження, що виникають у земній корі, досягають величин, які перевищують межу міцності гірських порід. виділяють дві групи розривних порушень: розриви без зміщення гірських порід і розриви зі зміщенням гірських порід.
Рис. 3 Складки: а - антиклінальна; б - синклінальна
Розриви зі зміщенням характеризуються зміщенням гірських порід уздовж тріщини розриву. В них виділяють зміщувач - тріщину, якою відбувається зміщення, і крила - зміщені блоки гірських порід, розташовані по обидва боки від зміщувача. Крило, розташоване вище площини зміщувача, називають висячим, а протилежне - лежачим. Відстань між висячим і лежачим крилами називають амплітудою зміщення.
До розривних тектонічних порушень зі зміщенням належать скиди, підкиди, насуви (рис. 1-5), зсуви та складніші порушення - скидо-зсуви, східчасті скиди, грабени, горсти (рис. 1-6).
Скид - це порушення в масиві, коли висяче крило зрушилося вниз відносно лежачого крила.
Підкид - розрив з крутоспадним (понад 45°) зміщувачем. по якому висяче крило підняте відносно лежачого.
Рис. 4 Типи розривних порушень: а - скид; б - підкид; в - насув; 1 - лежаче та 2 - висяче крило
Насув - розривне порушення з пологим (до 45°) нахилом зміщувача, при якому висячий бік піднятий відносно лежачого і насунутий на нього. Насуви розвиваються при утворюванні складок в процесі пластичних деформацій. Зсув - переміщення масиву в горизонтальному напрямку.
Рудні родовища за формою відрізняються від вугільних. часто вони трапляються в формі пластоподібних покладів, жил, штоків, штокверків, трубоподібні.
Властивості гірничих порід
Вугільні родовища мають ряд специфічних природних властивостей, що впливають на умови, технологію і техніку їх розробки. До них відносяться:
1. Значне площинне розповсюдження вугільних пластів при невеликій їх потужності. Це визначає великі розміри шахтних полів, ділянок і очисних вибоїв та пов'язану з цим складність забезпечення стійкості гірничих виробок з урахуванням гірничого тиску, зсуву і обвалювання вміщуючих порід і вугілля;
2. Висока мінливість морфології, потужності і будови вугільних пластів, їх розщеплення, наявності локальних розмивів, складчастості, тектонічних розривів, що ускладнюють ведення гірничих робіт;
3. Різка різниця в речовиннім складі і властивостях вугілля і вміщуючих порід, значна фаціальна мінливість вміщуючих порід на відносно невеликих відстанях, що обумовлює необхідність великого обсягу вивчення інженерно-геологічних властивостей порід покрівлі і підошви вугільних пластів;
4. Підвищена складність гідрогеологічних умов, наявність ізольованих та взаємопов'язаних водоносних горизонтів, при цьому найбільш висока багатоводність пов'язана з підвищеною тріщинуватістю і водопроникливістю;
5. Метаноносність, що досягає 40-45 мі/т пальної маси. Нерідко метан утворює крупні накопичення і інтенсивно виділяється при руйнуванні гірського масиву, при викидах вугілля, породи і газу, розкритті тектонічних і послаблених зон, обваленнях покрівлі, суфлярних виділеннях, що суттєво ускладнюють ведення гірничих робіт і є дуже небезпечні для життя людей;
6. Схильність вугілля до самозаймання, утворенню вибухонебезпечного та шкідливого для здоров'я людей вугільного і природного пилу.
Вказані особливості поведінки вміщуючих порід суттєво впливають на їх властивості, що характеризують деформації, осідання, обвалення тощо при вийманні вугільних пластів.
Покрівлю пластів підрозділяють на несправжню, безпосередню і основну. Несправжня покрівля - шари порід невеликої потужності (0,5-0,7 м), що знаходяться безпосередньо над вугільним пластом і обвалюються одночасно з вийманням вугілля. Безпосередня покрівля - товща порід, що залягає безпосередньо над вугільним пластом або несправжньою покрівлею, обвалення яких в вибійному або відробленому просторі виникає слідом за зніманням кріплення або його пересуванням. Тривалість безпосередньої покрівлі невелика, тому без кріплення вона обвалюється протягом кількох годин на висоту до 10 м. Основна покрівля - товща міцних і тривких порід, що залягають над вугільним пластом або над безпосередньою покрівлею, і здатна зависати й обвалюватися при вийманні вугілля на значних площах.
Стійкість порід безпосередньої покрівлі залежить від літологічного і мінерального складу, здатності до розшарування, характеру тріщинуватості, інтенсивності прояву малоамплітудних розривів, обводненості тощо. Незалежно від потужності шарів обвалюються після зняття кріплення породи з міцністю при стискуванні 45-55 МПа; нижче певної межі потужності шару обвалюються і більш міцні породи. Незалежно від літологічного складу нестійкими є інтенсивно вивітрені обводнені і інтенсивно порушені породи, а також породи на ділянках, що знаходяться поблизу крупних тектонічних порушень.
Гірничо-геологічні властивості основної покрівлі виявляються у формі первісних і вторинних (періодичних) осадок після їх зависання при посуванні вибою. Чим більше міцність порід, тим більшим є шаг первинного і вторинного обвалення. Шаг обвалення крім міцності визначається також глибиною і величиною гірничого тиску попереду лави. На великих глибинах він визначається в основному величиною гірничого тиску і основна покрівля обвалюється у вигляді рівномірних осадок невеликих блоків.
Підошви вугільних пластів звичайно представлені різними породами (глинистими і піщано-глинистими породами, рідше піщаними і карбонатними різностями порід). Для більшості пластів характерні: відсутність шаруватості, неоднорідна грудкувата будова, наявність залишків коріння та інших залишків рослинності. Перехід їх у вугілля в цьому випадку поступовий. Але бувають і різні поверхні розподілу і чітка шаруватість.
Підошви пластів також підрозділяють на несправжні, безпосередні і основні. Несправжньою називають підошву потужністю до 1 м з низькою механічною міцністю з вугільними прошарками, підвищеною вологістю, структурними послабленнями. Як правило, це вуглисто-глинисті аргіліти і сильно глинисті алевроліти.
Із властивостями несправжньої та безпосередньої підошви пов'язані явища сповзання, здимання та вдавлювання в неї кріплення.
Стійкість гірських порід не може характеризуватись тільки показниками міцності, а знаходиться в залежності від цілого ряду факторів.
З точки зору технології, вміщуючі вугільний пласт породи характеризуються наступними властивостями:
обрушуваність (керованість) масиву гірських порід над пластом (умовне позначення категорій - А);
стійкість нижнього шару покрівлі (умовне позначення категорії - Б);
стійкість безпосередньої підошви (умовне позначення категорії - П).
Категорії встановлюються за технологічними ознаками та геомеханічними критеріями. Основними критеріями є технологічні ознаки, що встановлюються з досвіду роботи у аналогічних умовах.
Технологічними критеріями обрушуваності порід є: спосіб управління покрівлею з технологічними рішеннями, необхідними для його виконання; оптимальні силові параметри кріплення, а також показники кратності його посилення до первісної осадки покрівлі.
Технологічними критеріями стійкості нижнього шару покрівлі є: схеми кріплення з заходами по підвищенню його стійкості та крок установлення кріплення.
Технологічним критерієм стійкості підошви є її спроможність утримувати обладнання, яке застосовується, в тому числі і кріплення, не руйнуючись під їх силовим впливом.
Геомеханічні критерії:
обрушуваності Размещено на http://www.allbest.ru/
масиву порід - середня відносна величина приростання опускання покрівлі на 1 м ширини привибійного простору, показник її мінливості - коефіцієнт варіації К, а також крок першої (Шо) і послідуючих (Шп) осадок масиву порід;
стійкості Размещено на http://www.allbest.ru/
нижнього шару покрівлі - його потужність (висота) В та відстань між тріщинами в ньому Г, а також розмір стійкого кроку зависання його у виробленім просторі Д після виймання (зняття, пересування) кріплення;
стійкості Размещено на http://www.allbest.ru/
підошви - міцність її на вдавлювання (увд).
Класифікація гірських порід за міцністю проф. М.М. Протодьяконова
|
Категорії порід |
Гірські породи |
Коефіцієнт |
|
|
Найвищою мірою міцні |
Найбільш міцні, щільні й грузлі кварцити й базальти. Виняткові за міцністю інші породи |
20 |
|
|
Дуже міцні |
Дуже міцні гранітові породи, кварцовий порфір, дуже міцний граніт, кременистий сланець, менш міцні,ніж зазначені вище, кварцити. Самі міцні піщаники йвапняки |
15 |
|
|
Міцні |
Граніт (щільний) і гранітові породи. Дуже міцні піщаники й вапняки. Кварцові рудні жили. Міцний конгломерат.Дуже міцні залізні руди. Вапняки міцні. |
10 |
|
|
Досить міцні |
Звичайний піщаник, залізні руди. |
6 |
|
|
Піщані сланці. Сланцеві піщаники |
5 |
||
|
Середні |
Міцний глинистий сланець. Неміцний піщаник і вапняки, м'який конгломерат |
4 |
|
|
Різноманітні сланці (неміцні), щільний мергель |
3 |
||
|
Досить м'які |
М'який сланець. Дуже м'який вапняк, крейда, кам'яна сіль, гіпс. Мерзлий ґрунт, антрацит. Звичайний мергель. Зруйнований піщаник, зцементована галька, кам'янистий ґрунт |
2 |
|
|
Щебенистий ґрунт. Зруйнований сланець, що злежалися галька і щебінь, міцний кам'яне вугілля. Отверділа глина |
1,5 |
||
|
М'які |
Глина (щільна). М'яке кам'яне вугілля. Глинистий ґрунт |
1 |
|
|
М'яка піщаниста глина, лес, гравій |
0,8 |
||
|
Землисті |
Рослинна земля. Торф. Легкий суглинок, сирий пісок |
0,6 |
|
|
Сипучі |
Пісок, осипи, дрібний гравій, насипна земля, добуте вугілля |
0,5 |
|
|
Пливучі |
Пливуни, болотистий ґрунт, розріджений лес |
0,3 |
Шахта, шахтне поле
Шахта - це гірничопромислове підприємство, яке здійснює видобуток корисних копалин підземним способом. При видобутку підземним способом руди шахту називають рудником. При видобутку вугілля відкритим способом - розрізом.
В поняття «шахта» входять наземні споруди та сукупність гірничих виробок, призначених для розробки родовища в межах шахтного поля.
Шахтне поле - це родовище або його частина, відведена для розробки однією шахтою. В шахтному полі вугільної шахти може бути один або декілька вугільних пластів. Шахтне поле має свої кордони, які визначають його розміри. Кордони шахтного поля бувають природними, коли вони проходять по великим геологічним порушенням, або коли пласти виходять під наноси, та штучними - визначеними в процесі виділення поля конкретної шахти.
Рис. 5 Зображення шахтного поля
Шахтному полю бажають придати форму прямокутника, витягнутого в
напрямку простягання пласта. відстань між кордонами шахтного поля по простяганню називають розміром шахтного поля по простяганню і позначають літерою S (рис. 1-8).
Нижній і верхній кордони шахтного поля, якщо вони є штучними кордонами, прагнуть задати по ізогіпсам пласта. Верхній кордон АВ називають кордоном по підняттю, або верхнім технічним кордоном, нижній кордон DС - кордон по падінню, або нижнім технічним кордоном, лінії AD і ВС - кордонами по простяганню. Відстань між верхнім і нижнім технічними кордонами називають розміром шахтного поля по падінню і позначають літерою - Н.
На рис. зображено шахтне поле, яке розміщене на непорушеному пласті, що має вигляд правильної площини. Такі пласти в природі зустрічаються рідко. Частіше пласти мають хвилясту поверхню і поділені на окремі ділянки тектонічними порушеннями. Тому шахтні поля мають різноманітні конфігурації.
Реальні розміри шахтних полів такі: для пологих пластів від 3 до 10-12 км по простяганню та 1,5-5 км по падінні; для крутих - 2,5-7 км по простяганню та 0,8-1,5 км по падінню. Характер залягання вугільного пласта досить повно відображається на графіках ізогіпсами, тобто лініями, отриманими внаслідок перетинання пласта горизонтальними площинами на даній глибині.
Для зображення форми залягання пласта вугілля ізогіпси його підошви або покрівлі проектують при падінні під кутом 0…600 на горизонтальну, а при більшому куті падіння - на вертикальну площину.
Кількість корисних копалин в межах шахтного поля називають запасами шахтного поля.
Запаси корисних копалин за господарським значенням розподіляються на геологічні, балансові, забалансові і промислові.
Геологічні запаси Zг - це загальні запаси родовища, які поміщені у надрах землі.
Балансові Zб - це запаси, які економічно доцільно розробляти і які задовольняють кондиціям (вимогам) по потужності, якості вугілля.
Забалансові Zз - це запаси корисних копалин, використання яких у наш час економічно недоцільно внаслідок їх некондиційної потужності, низького вмісту цінних компонентів, дуже складних умов експлуатації, великої зольності та інше. Такі запаси у майбутньому з розвитком гірничодобувної техніки й технології можуть перейти до категорії балансових запасів.
Промислові запаси Zпр - це балансові запаси за винятком втрат.
Втрати- це частина корисних копалин, які назавжди залишаються у надрах землі. Вони складаються з:
загальношахтних Размещено на http://www.allbest.ru/
втрат на охоронні цілики навколо капітальних гірничих виробок, під залізницями на поверхні, водоймами, бар'єрними ціликами;
експлуатаційних Размещено на http://www.allbest.ru/
витрат, які залежать від прийнятих систем розробки пластів;
геологічних Размещено на http://www.allbest.ru/
втрат, це втрати біля геологічних порушень.
Загальні втрати по шахті залежать від гірничо-геологічних умов залягання пластів і коливаються в широких межах. Для орієнтовних розрахунків можна користуватися коефіцієнтом вилучення С: для тонких пластів - 0,90-0,92; середньої потужності - 0,85-0,88; потужних пологих - 0,82-0,85 і для потужних крутих пластів - 0,75-0,8. Знаючи коефіцієнт вилучення вугілля і балансові запаси в шахтному полі, можна підрахувати промислові запаси: Zпр = Zб•С.
Між промисловими запасами вугілля в шахтному полі та терміном служби шахти діє залежність: , де Т-термін служби шахти, років; Zпр-промислові запаси вугілля в шахтному полі, т; А-проектна потужність шахти, т/рік.
Повний строк служби шахти буде більшим на 3-5 років, які потрібні для врахування періоду розвитку і затухання проектної потужності шахти, тобто Тп = Т + tр + tз
Сучасні шахти проектують на потужність: 1,2; 1,5: 1,8; 2,4; 3,0; 3,6 млн. т на рік. Термін служби таких шахт проектується на 50-60 років.
Рис. Класифікація запасів вугілля
Контрольні питання
вугілля пласт родовище залягання
1. Охарактеризуйте поняття "гірнича порода". Види порід.
2. Охарактеризуйте поняття "корисна копалина". Її стан у природі.
3. Охарактеризуйте поняття "родовище корисної копалини".
4. Що таке "пласт вугілля"? Надайте визначення та ескіз.
5. Як розрізняють вугільні пласти за будовою?
6. Які потужності розрізняють при складній будові вугільного пласта?
7. З яких частин складена покрівля та підошва пласта?
8. Охарактеризуйте елементи залягання пластів: простягання, падіння та потужність.
9. Надайте визначення поняттям "лінія простягання", "лінія падіння"; надайте ескізи.
10. Надайте визначення поняття "кут падіння пласта" та надайте ескіз.
11. Охарактеризуйте класифікацію пластів за кутом падіння.
12. Які порушення вугільних пластів знаєте? Надайте ескізи.
13. Охарактеризуйте основні фізико-механічні властивості гірських порід.
14. Охарактеризуйте класифікацію гірських порід за шкалою проф. М.М. Протодьяконова. Що вона відображає?
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сутність, значення та використання вугілля. Особливості властивостей та структури вугілля, просторове розташування його компонентів. Характеристика пористості вугілля, процес його утворення. Спосіб видобутку вугілля залежить від глибини його залягання.
презентация [2,5 M], добавлен 13.05.2019Геологічна будова, гідрогеологічні умови, вугленосність Боково-Хрустальського району з видобутку антрацитів. Характеристика ділянки шахтного поля: віку і складу порід, їх залягання, якості вугільного пласта. Результати геолого-розвідницьких робіт.
курсовая работа [114,1 K], добавлен 09.06.2010Магматичні гірські породи, їх походження та класифікація, структура і текстура, форми залягання, види окремостей, будівельні властивості. Особливості осадових порід. Класифікація уламкових порід. Класифікація і характеристика метаморфічних порід.
курсовая работа [199,9 K], добавлен 21.06.2014Класифікація та призначення гірничих машин. Загальні фізико-механічні властивості гірничих порід. Класифікація та принцип дії бурових верстатів. Загальні відомості про очисні комбайни. Гірничі машини та комплекси для відкритих видобуток корисних копалин.
курс лекций [2,6 M], добавлен 16.09.2014Визначення балансових та промислових запасів шахтного поля. Розрахунковий термін служби шахти. Вибір способу розкриття та підготовки шахтного поля. Видобуток корисної копалини та виймання вугілля в очисних вибоях. Технологічна схема приствольного двору.
курсовая работа [158,0 K], добавлен 23.06.2011Раціональне використання запасів корисних копалин, правильне та безпечне ведення гірничих робіт. Розробка заходів по охороні споруд та гірничих виробок від шкідливого впливу гірничих розробок. Нагляд маркшейдерської служби за використанням родовищ.
дипломная работа [507,4 K], добавлен 16.01.2014Аналіз стану технології утилізації відходів здобичі вугілля. Технологічні схеми залишення породного відвалу в гірничих виробках; ведення очисних робіт і подачі породи у вироблений простір. Економічний ефект від раціонального використання шахтної породи.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 22.06.2014Аналіз історії відкриття перших родовищ паливних копалин в Україні. Дослідження класифікації, складу, властивостей, видобутку та господарського використання паливних корисних копалин. Оцінка екологічних наслідків видобутку паливних корисних копалин.
курсовая работа [8,6 M], добавлен 20.12.2015Загальна характеристика геофізичних методів розвідки, дослідження будови земної кори з метою пошуків і розвідки корисних копалин. Технологія буріння ручними способами, призначення та основні елементи інструменту: долото для відбору гірських порід (керна).
контрольная работа [25,8 K], добавлен 08.04.2011Елементи геологічної будови території сучасного Києва. Стратиграфічне розчленування утворень, поширених на даній території. Відклади київської світи: морські піски, глини і мергели. Глибини залягання покрівлі світи та фактори, що на неї впливають.
реферат [34,3 K], добавлен 21.01.2011Короткий висновок про геологічний розвиток Австралії. Корисні копалини Нового Південного Уельса, Північної території, Квінсленда, Південної Австралії. Металогенія острова Тасманія. Мінеральні ресурси Західної Австралії. Геологічна карта штату Вікторія.
реферат [2,5 M], добавлен 18.03.2014Технологія та механізація ведення гірничих робіт, режим роботи кар’єру і гірничих машин, характеристика споживачів електроенергії. Розрахунок потужності що живиться кар'єром і вибір трансформатора ГСП. Техніка безпеки при експлуатації електропристроїв.
курсовая работа [395,1 K], добавлен 05.12.2012Родовища гідрату природного газу. Газові гідрати у екосистемі Землі. Принципи залягання і склад. Визначення термодинамічних умов утворення газогідратів по спрощеним методикам. Визначення температури гідратоутворення за допомогою формули Понамарьова.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 08.04.2012Характеристика сировини та готової продукції гірничодобувного комплексу. Вплив геологорозвідувальних робіт гірничих розробок на повітряний та водний басейн, рослинний та тваринний світ. Охорона використання земель при видобутку корисних копалин.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 04.11.2010Магматизм і магматичні гірські породи. Інтрузивні та ефузивні магматичні породи. Використання у господарстві. Класифікація магматичних порід. Ефузивний магматизм або вулканізм. Різниця між ефузивними і інтрузивними породами. Основне застосування габро.
реферат [20,0 K], добавлен 23.11.2014Особливість тектонічної і геологічної будови Сумської області та наявність на її території різних типів морфоскульптур: флювіальні, водно-льодовикові і льодовикові, карстово-суфозійні, еолові, гравітаційні. Розробка родовищ корисних копалин та їх види.
реферат [2,9 M], добавлен 21.11.2010Розкривні роботи, видалення гірських порід. Розтин родовища корисної копалини. Особливості рудних родовищ. Визначальні елементи траншеї. Руйнування гірських порід, буро-вибухові роботи. Основні методи вибухових робіт. Способи буріння: обертальне; ударне.
реферат [17,1 K], добавлен 15.04.2011Геоморфологічне районування України. Платформенні утворення Сумської області. Нахил поверхні кристалічного фундаменту території в південно-західному напрямку. Області Середньодніпровської алювіальної низовини і Полтавської акумулятивної лесової рівнини.
реферат [2,9 M], добавлен 25.11.2010Методика формування в студентів навичок самостійної роботи при вивченні предмета "Технологія гірничого виробництва". Вивчення основних і допоміжних виробничих процесів, технології та комплексної механізації при підземному видобутку корисних копалин.
методичка [29,4 K], добавлен 25.09.2012Геологічна та гірничотехнічна характеристика родовища. Об’єм гірської маси в контурах кар’єра. Запаси корисної копалини. Річна продуктивність підприємства по розкривним породам. Розрахунок висоти уступів та підбір екскаваторів. Об'єм гірських виробок.
курсовая работа [956,4 K], добавлен 23.06.2011
