Размещено на http://www.allbest.ru/

Перспективы развития подземной разработки месторождений полезных ископаемых

План

• Введение
• 1. Цель и содержание курса. Перспективы развития подземной разработки месторождения
• 2. Горно-геологическая характеристика месторождений полезных ископаемых

Введение

Горное дело - область промышленности производства, охватывающая разведку месторождений полезных ископаемых, их разработку и переработку добываемого минерального сырья, а также строительство горных предприятий и подземных сооружений различного назначения. История развития горного дела насчитывает несколько тысячелетий.

Горная промышленность является сырьевой базой металлургического производства. Без металла ни одна отрасль народного хозяйства существовать не может. Такие металлы как железо, медь, свинец, цинк, олово имеют большое значение в народном хозяйстве. Чтобы выплавлять разновидности чугуна и стали, применяются следующие виды металлов: марганец, хром, ванадий, никель, молибден, кобальт, вольфрам и т.д. Для строительства самолётов, ракет и электротехники широко используются цинк и магний. В последнее время в качестве полупроводниковых материалов широкое применение нашёл редко встречающийся элемент - германий, а в радиотехнике - также редко встречающиеся элементы - нобий, тантал, цирконий, силен и др.

Таким образом, сырьём для металла является руда, а её добыча является основной задачей горной промышленности. В народном хозяйстве кроме руды, применяются и другие полезные ископаемые, такие как уголь, горючие сланцы, нефть, различные строительные материалы. Поэтому горное дело является одной из отраслей науки по добыче полезных ископаемых.

Отличие руды от других полезных ископаемых заключается в том, что после её выемки, необходимо отделить из неё полезные компоненты, т.е. требуется переработка. А такие нерудные материалы как уголь, горючие сланцы, строительные материалы, после выемки можно непосредственно использовать.

Развитие горного производства в основном базируется на широком использовании научных достижений, которое в свою очередь обогащается успехами производства. Великий русский учёный В.М. Ломоносов в своих трудах заложил основы научных знаний об образовании минералов, способах ведения горных работ при добыче полезных ископаемых и проветривания рудников.

Большая роль в развитии горнодобывающей промышленности оказали выдающиеся учёные М.М. Протодьяконов, Б.И. Бокий, А.М. Терпигорев, Л.Д. Шевяков, А.А. Скочинский, А.П. Герман, М.И. Агошков, О.А. Байконуров и др. Для увеличения добычи полезных ископаемых необходимо на действующих и новых шахтах и рудниках широко внедрять современные достижения горной науки и техники в области механизации горных работ (бурение, взрывные работы, погрузка и крепление) и новых форм организации труда.

1. Цель и содержание курса. Перспективы развития подземной разработки месторождения

"Технология подземной разработки месторождений" является специальной дисциплиной, формирующей специалиста - горного инженера-технолога. Изучение её базируется на знаниях общетеоретических и общетехнических дисциплин, в том числе: геологического цикла, начертательной геометрии, инженерной графики.

Студент после изучения дисциплины должен знать взаимное расположение в пространстве всех горных выработок, что является необходимым условием творческого изучения вопросов вскрытия и подготовки, шахтных полей, систем разработки для различных горно-геологических и горнотехнических условий месторождений.

С учётом изложенного преследуется цель научить студентов научным методом разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых, т.е. экономически обоснованному извлечению с минимальными затратами труда при безопасности ведения горных работ.

В этой связи при изучении дисциплины перед студентами ставятся следующие задачи:

- знать современное состояние горной промышленности и пути её развития;

- чётко владеть горной терминологией по всем разделам дисциплины:

- изучить различные способы и технологические схемы вскрытия и подготовки шахтных полей, системы разработки, их преимущества и недостатки, область эффективного применения;

- иметь представление о современных средствах механизации ведения горных работ, технологии производственных процессов, охране труда и технике безопасности;

- уметь производить необходимые инженерные расчёты для обоснования принятых технических решений.

Важное народнохозяйственное значение имеют полное извлечение полезных ископаемых из недр, рациональное и комплексное их использование, максимально возможное извлечение ценных компонентов на всех стадиях переработки.

В связи с этим, в ближайшие годы на подземных рудниках должны быть решены крупные научно-технические проблемы:

- наиболее полное и комплексное использование минерально-сырьевой базы;

- коренное усовершенствование технологии, конструктивных параметров, способов механизации, создания безотходной или малоотходной технологии добычи руд и т.п.;

- завершение механизации вспомогательных производственных процессов;

- автоматизация основных производственных процессов;

- разработка и внедрение автоматизированных систем управления (АСУ) и технологическими процессами (АСУТП), их комплексами и предприятиями в целом (АСУП).

Выполнение поставленных перед горной промышленностью задач требует от специалистов горнорудных предприятий, глубоких и прочных знаний по правильным, научно обоснованным методам разработки месторождений полезных ископаемых из недр при минимальных затратах труда, безусловной безопасности ведения горных работ и соблюдении требований по охране окружающей среды.

2. Горно-геологическая характеристика месторождений полезных ископаемых

Верхняя твёрдая оболочка Земли называется земной корой или литосферой. Мощность её в среднем достигает 30 - 40 км (под горными хребтами 70 км, а под океанами 8-15км.). Наиболее распространённые элементы, входящие в состав литосферы: кислород- 49%, кремний- 26%, алюминий- 7,45%, железо- 4,2%, кальций- 3,25% и т.д. Только немногие элементы встречаются в самородном виде (золото, платина, медь, сера и др.). Большинство же элементов находится в виде химических соединений (например, кварц, кальцит, магнетит и др.). Земная кора сложена различными минералами и горными породами.

Минерал - природное химическое соединение или элемент, однородный по химическому составу и строению, являющийся продуктом геологического процесса. Горная порода - устойчивая совместная ассоциация минералов, обусловленная общностью их происхождения, возникающая в результате определённых геологических процессов и образующая самостоятельные геологические тела в земной коре. Горные породы бывают: пластичными (глины), хрупкими (уголь), сыпучими (песок), крепкими (базальт), мягкими (торф).

Различают коренные горные породы и наносы. Коренные горные породы залегают на месте своего образования, но могут изменять пространственную ориентацию в ходе геологических процессов. Наносы представляют собой продукты разрушения коренных пород в результате деятельности ветра, солнца, воды, изменения температуры окружающей среды; они покрывают рыхлым слоем коренные породы и обычно залегают на поверхности.

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматическими называют такие породы, которые образовались после остывания жидкой расплавленной магмы. К ним относятся граниты, базальты, габбро и др. Магматические породы слагают нижнюю часть земной коры, обычно имеют кристаллическое строение и образуют тела неправильной формы. Магма, содержащая металлы, заполняет трещины, образуя рудные жилы.

Осадочными считают породы, образовавшиеся в результате разрушения и накопления веществ на дне водных бассейнов, особенность которых их слоистость, т.е. чередование слоёв различного состава.

Метаморфическими считают те горные породы, которые образовались из осадочных и изверженных пород в процессе изменения (метаморфизма) под влиянием температуры и давления (глины - в глинистые сланцы, известняки - в мраморы). В метаморфических породах находят руды железа, меди, вольфрама, редких металлов и др.

Горные породы состоят из одного или нескольких минералов. Минералы и горные породы, добываемые из земных недр с целью использования их в народном хозяйстве, называются полезными ископаемыми. Одни полезные ископаемые используются в народном хозяйстве непосредственно после их извлечения из недр земли, а другие (медная руда, железная руда и др.) требуют предварительной переработки для извлечения из них полезного компонента (меди, железа или другого металла).

Естественное скопление полезного ископаемого в земной коре называют месторождением полезного ископаемого. Часто бывает, что в одном месторождении сосредоточено несколько полезных ископаемых - хромово-никелевые, медно-цинковые, нефтегазовые и др.

Месторождение считается промышленным, если разработка его в данных экономико-географических условиях при современном уровне техники целесообразна.

По физическому состоянию различают полезные ископаемые твёрдые (уголь, руды металлов, горно-химическое и строительное сырьё и др.), жидкие (нефть, минеральные воды) и газообразные (горючие газы).

Твёрдые полезные ископаемые по промышленному назначению и характеру использования в народном хозяйстве подразделяются на три группы:

Горючие или топливо - уголь, горючие сланцы, торф;

Металлические - руды металлов (железные, медные, алюминиевые, свинцовые, золотые и др.);

Неметаллические - сера, поваренная соль, апатит и другие.

Принято также подразделять полезные ископаемые на рудные и нерудные.

Отличительной чертой рудных ископаемых является необходимость дальнейшей их переработки для извлечения содержащихся в них полезных компонентов, тогда как нерудные ископаемые могут быть использованы после извлечения из недр земли (уголь, поваренная соль, сера и др.).

Горные породы, окружающие месторождение (вмещающие породы) ил включенные в него и не содержащие металла (полезного минерала) или содержащие его в количестве, недостаточном для промышленной переработки, принято называть пустой породой.

Граница между рудными и нерудными ископаемыми условна. Многие полезные ископаемые, которые раньше использовались сразу после добычи, в настоящее время подвергаются комплексной переработке для извлечения из них всех полезных компонентов. Поэтому термин "руда" теряет своё первоначальное узкое значение.

Разделение месторождений на промышленные и непромышленные также условно. Месторождения с одинаковой по составу и качеству рудой могут быть промышленными вследствие благоприятных горно-геологических условий разработки (например, большой мощности, залегания вблизи поверхности), и непромышленным ввиду трудности эксплуатации, отдалённости от транспортных путей и промышленных центров, и других причин. месторождение минерал химический рудный

Металл в руде редко встречается в чистом виде, большей частью он находится в виде химических соединений - рудных минералов. Например, железо находится в руде в виде гематита (Fe₂O₃); свинец - в виде галенита (PbS); олово - в виде касситерита (SnO₂) и т.д.

Рудные минералы в руде обычно смешаны с другими минералами, не представляющими промышленной ценности. Эти сопутствующие минералы принято называть рудной породой.

Большое значение для разработки имеет разделение месторождений полезных ископаемых по сходству технологического процесса их добычи. По этому признаку можно выделить следующие группы месторождений полезных ископаемых: месторождения нефти и газа, месторождения торфа, месторождения угля и горных сланцев, рудные и нерудные месторождения, россыпные месторождения.

Различают полезные ископаемые: металлические (руды чёрных, цветных и благородных металлов, радиоактивных и редких элементов), неметаллические (сырьё для металлургической, химической и других отраслей промышленности), твёрдые горючие (уголь, горючие сланцы, торф и др.) и строительные материалы.

Совокупность свойств, определяющих пригодность и экономическую эффективность использования, называется качеством полезного ископаемого. Для углей, например, качественными показателями являются зольность, содержание влаги, выход летучих, содержание серы, теплота сгорания и др., а для руд - процентный состав химических элементов, полезных и вредных компонентов, минералогический состав, структурные и текстурные особенности и другие свойства.

Требования к качеству полезного ископаемого выражаются в форме кондиций, технических условий и государственных стандартов.

Основным показателем кондиций на руды является, обычно, минимально допустимое промышленное содержание полезных компонентов. Например, богатые железные руды (магнетитовые, бурые железняки, железистые кварциты) содержат 45-64% железа. Богатые медные руды содержат более 2% меди, бедные - менее 1%.

Размещено на Allbest.ru