Вскрытие и подготовка рудных месторождений (Курс лекций)

2005

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РУДНИКА

К основным параметрам рудника относятся:

- промышленные запасы месторождения;

- производственная мощность рудника;

- срок существования рудника.

1. Характеристика запасов полезных ископаемых

Запасы полезного ископаемого являются одним из основных факторов, влияющих на промышленную оценку месторождения, на масштаб и срок деятельности горнодобывающего предприятия.

Подсчет запасов руды и содержащихся в ней полезных компонентов производится на основании разведочных данных. По степени разведанности все запасы разделяются на четыре категории - А, В, С₁ и С₂.

Запасы категории А вполне разведаны в геологическом и гидрогеологическом отношении. Они оконтурены скважинами и выработками, в них выявлено содержание полезных компонентов и сорта руд, а также установлена технология их разработки.

Запасы категории В разведаны и оконтурены, изучены условия залегания, типы и сорта полезного ископаемого, качественная и технологическая характеристика без детализации. В достаточной степени выявлена гидрогеология.

Запасы категории С₁ разведаны на основании редкой сетки скважин или выработок. Типы руд, качественная и технологическая их характеристики не выявлены в достаточной степени, особенно в сложных месторождениях. Общие условия разработки и гидрогеологические условия изучены предварительно.

Запасы категории С₂ примыкают к запасам, разведанным по категориям А, В, и С₁, а также запасы, предполагаемые по геологическим и геофизическим данным, подтвержденным данными опробования из отдельных скважин и выработок.

Запасы полезного ископаемого в пределах разведанной части месторождения называются геологическими. В свою очередь геологические запасы по возможности использования подразделяются на балансовые и забалансовые.

Балансовые запасы - это запасы, которые удовлетворяют промышленным кондициям, или иными словами выгодны для разработки по целому комплексу горнотехнических и экономических факторов.

Забалансовые запасы - это запасы, которые вследствие низкого содержания, разработки рудных тел в сложных горно-геологических условиях, из-за ряда других факторов непригодны для использования в настоящее время, но могут быть использованы в дальнейшем при изменении кондиций или создании новых технологий.

Промышленные кондиции в условиях рыночной экономики устанавливаются отдельными горнодобывающими предприятиями или объединением предприятий в соответствии со спросом и ценой на добываемый вид полезного компонента, условиями разработки и техническим оснащением данного предприятия.

Составление проектов, а также реконструкция действующих рудников производится на основе балансовых запасов полезного ископаемого категорий А, В и С₁, утвержденных Государственной комиссией по запасам.

В балансовые запасы включаются промышленные запасы, которые подлежат извлечению, и общерудничные или проектные потери. Величина промышленных запасов зависит от размеров месторождения и может быть рассчитана по формулам:

- для горизонтального месторождения

Q = S  m  _р , т (1.1)

- для наклонных и крутопадающих месторождений

, т (1.2)

где S - площадь месторождения, м²; m - мощность рудного тела (нормальная), м; _р - плотность руды в массиве, т/м³; L - длина рудного тела по простиранию, м; H - вертикальная высота рудного тела, м;  - угол падения рудного тела, град.

К проектным потерям относятся неизвлекаемые запасы, оставляемые в охранных целиках около капитальных горных выработок, под зданиями, сооружениями, водоемами, водоносными горизонтами и т.п., которые планами горных работ к разработке не планируются.

В процессе добычи руды часть промышленных запасов остаётся в недрах. Это - эксплуатационные потери в массиве (в результате неполной отбойки у контакта залежи, в целиках у штреков и восстающих, в местах выклинивания залежи, около мест завалов, пожаров, затоплений и т. д.) и потери отбитой руды (оставление руды в выработанном пространстве при массовом выпуске руды под обрушенными породами, просыпание богатой рудной мелочи в закладку или при транспортировке и т. д.).

Таким образом, промышленные запасы подразделяются на эксплуатационные потери и извлекаемые запасы. Однако при отбойке и выпуске руды к ней примешивается пустая порода, что приводит к снижению содержания полезного компонента в добываемой руде. Это называется разубоживанием. Разубоживание руды происходит как на стадии отбойки руды (вследствие примешивания пород при отбойке или оставления в очистном пространстве части богатой руды), так и после отделения руды от массива (при выпуске руды, в местах перегрузки, складирования и т. д.).

Выдаваемые на поверхность извлекаемые запасы вместе с примешанной пустой породой называют рудной массой или добытой рудой.

При проходке горных выработок вне рудной залежи извлекаемые пустые породы выдаются на поверхность отдельно от руды. Совокупность выдаваемых на поверхность рудной массы и пустых пород от проходки горных выработок вне рудного тела называют горной массой.

Планомерная и эффективная разработка месторождения возможна при условии строгой увязки во времени и пространстве трех стадий подземной разработки:

вскрытия - проведения вскрывающих выработок, открывающих доступ с поверхности ко всему рудному телу или части его и обеспечивающих возможность проведения подготовительных выработок;

подготовки - проведения подготовительных выработок, которыми вскрытая часть месторождения разделяется на выемочные участки (этажи, блоки, панели, столбы), и нарезных выработок, проводимых в выемочном участке для обеспечения очистной выемки;

извлечения руды - комплекса производственных процессов по добыче руды от отбойки до выдачи на поверхность, основным из которых является очистная выемка - технологических процессов по извлечению руды в выемочном участке.

В соответствии с этим промышленные запасы в зависимости от степени подготовленности делятся на следующие группы:

вскрытые - запасы руды в разрабатываемом месторождении или его части, находящиеся выше горизонта подсечения их вскрывающими (горно-капитальными) выработками;

подготовленные - запасы руды вскрытой части месторождения, в которой пройдены подготовительные (горно-подготовительные) выработки, предусмотренные принятой системой разработки;

готовыми к выемке - запасы руды, подготовленные к очистной выемке на добычных участках или в блоках, в которых полностью пройдены нарезные выработки, необходимые для производства очистной выемки.

Вскрытыми могут оказаться запасы всего месторождения, если оно горизонтальное, пологопадающее или небольших размеров по падению; в других случаях количество вскрытых запасов определяется проектом. Обеспеченность подготовленными запасами рекомендуется принимать не менее, чем на 2 - 3 года работы рудника. При решении вопросов проектирования горных работ пользуются нормативами запасов, определяемых по планируемым средним показателям систем разработки