1. Основные этапы и оборудование при производстве чугуна-стали.

2. Горные работы. Добыча рудных материалов открытым и закрытым способом.

Железными рудами называют горные породы, из которых при данном уровне развития техники экономически целесообразно выплавлять железоСамородное железо не обнаруживается, т.к. оно обладает высоким химическим сродством к кислороду и поэтому в рудах находится в виде окислов, карбонатов и сульфидов. Минералы, не содержащие железо, называются пустой породой и в процессе подготовки руды к доменной плавке (обогащения руды) различными технологиями отделяются от железосодержащей массы. Пустой породой железных руд являются такие минералогические составляющие, как глина (А1₂О₃), кварциты (SiO₂), известняк (СаСОз) и другие.

Подземная (шахтная, закрытая) разработка (добывается около 29% руды) в меньшей степени наносит экологический урон региону, тем более что подземные выработки, остающиеся после добычи и извлечения полезного ископаемого, приходится засыпать отходами основного производства (пустой породой), чтобы не обрушивалась поверхность земли со строениями, либо под землей периодически оставлять гак называемые, “целики”, т.е. специально не разрабатывать участки месторождения (иногда, объем “целиков” доходит до половины запаса месторождения).

Подземным(закрытым) способом и в настоящее время добывается существенная часть полезных ископаемых. В связи с этим особое внимание уделяется повышению производительности труда в ком­плексно-механизированных забоях и шахтах.

Горные машины предназначены для разрушения и погрузок полезных ископаемых на транспортное средство, проведения и крепления горных выработок. Разнообразие горно-геологических условий шахт и рудников предопределило и разнообразие горные машин, предназначенных для самых различных условий эксплуа­тации.

Современное горное предприятие имеет целый комплекс функ­циональных групп горного и общепромышленного оборудова­ния:

• буровое и проходческое оборудование, предназначенное для ведения подготовительных горных работ;

• горные машины и оборудование для ведения очистных работ;

• подземный и поверхностный транспорт и оборудование;

• стационарные машины и оборудование, предназначенные для подъема, вентиляции, водоотлива; компрессоры;

• машины и оборудование обогатительных фабрик;

• энергетическое оборудование и аппаратура автоматизации.

Бурение — это процесс образования цилиндрических полос­тей в горной породе. Цилиндрическую горную выработку диамет­ром до 75 мм и глубиной до 5 м называют шпуром. Выработку диаметром более 75 мм и глубиной 5 м или любого диаметра и глубиной более 5 м называют скважиной.

большое количество различных транспортных машин, предназначенных для перевозки грузов и людей.

Основные виды подземного транспорта в шахтах и рудниках:

• локомотивный;

• самоходный;

• конвейерный.

Локомотивный транспорт. Локомотивный транспорт предназначен для транспортирова­ния вагонеток с насыпным грузом, людьми и др.

Организация шахтного хозяйства. Схема шахты(стволы, забои, штреки)

Несмотря на сокращение запасов полезных ископаемых, извлекаемых подземным способом, значение его будет сохраняться. Это объясняется трудностью карьерной разработки ряда крупных месторождений ценных полезных ископаемых, как действующих, так и намечаемых к освоению.

Горное предприятие, разрабатывающее месторождение подземным способом, называется шахтой или рудником. Значительные по площади месторождения отрабатывают несколькими шахтами, а часть отрабатываемого месторождения называют шахтным, или рудничным полем.

Для доступа к месторождению шахтным способом его вскрывают, т. е. с по­верхности проходят шахтный ствол. Шахтный ствол представляет вертикальную или наклонную горную выработку, имеющую непосредственный выход на по­верхность и предназначенную для подъема полезного ископаемого, спуска и подъема людей и материалов. Диаметр шахтных стволов составляет 4—8 м, а глубина — до 2—3 км в зависимости от глубины залегания рудного тела. Гори­зонтальный шахтный ствол носит название штольни.

Процесс извлечения руды называют очистной выемкой. Процесс очистных работ состоит из нескольких производственных операций: отделения руды от массива взрыванием зарядов ВВ, рудоспуска взорванной массы в вагонетки, транспортировки вагонеток электровозами к стволу шахты и подъема вагонеток по стволу на поверхность. Очистные и подготовительные работы на этаже ведут одновременно в нескольких блоках. В процессе разработки подземных вырабо­ток необходимо следить за водоотливом грунтовых вод, проветриванием от вред­ных газов и пыли и креплением выработок. Штольня- горизонтальная или наклонная капитальная вскрывающая горная выработка, имеющая непосредственный выход на поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ в пределах шахтного поля.

Открытая разработка (добывается 70% руды). Себестоимость 1 т. руды в 5 раз ниже, чем при подземной разработке. В США и Канаде, практически, вся железная руда добывалась открытым способом.Открытая добыча сырья связана со значительными потерями сельскохозяйственных земель (угодий) не только за счет площади самого “разреза” (рудника), но и за счет образования отвалов различных пород и "хвостохранилища". Кроме того, ухудшается экология региона за счет неправильного (неэнергоэкономного) расходования воды из водоемов.

В настоящее время откры­тыми работами добывают более 80% всей железной руды, около 95% хромитовых руд, 65% марганцевых руд и около 30% каменного угля. Широкое распро­странение открытого способа добычи объясняется целым рядом его преимуществ по сравнению с подземной разработкой: большая безопасность и лучшие сани­тарно-гигиенические условия труда рабочих; широкое применение высокопро­изводительных машин и механизмов и вследствие этого более высокая произво­дительность труда, обеспечивающая низкую себестоимость добычи; меньшие потери полезных ископаемых; более простая организация работ. К недостаткам открытого способа добычи относится некоторая зависимость от климатических условий; значительные капитальные затраты в случае необходимости удаления большого объема покрывающих пород; дополнительные затраты на отвалообразование и рекультивацию земель после отработки месторождения.

Организация карьерного хозяйства

Совокупность открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения, называется карьером. Также карьером называют горное пред­приятие, осуществляющее открытую разработку месторождения. В угольной промышленности термину «карьер» соответствует термин «разрез». Схема руд­ного карьера помещена на рис. 2.17. При разработке месторождения открытым способом его разбивают на горизонтальные слои. Одновременно ведется отработка нескольких слоев, что приводит к ступенчатой форме карьера. Каждая ступенька карьера, представляющая часть слоя, носит название уступа, который характеризуется высотой и углом откоса. Площадку уступа, на которой распо­лагается добычное оборудование, называют горизонтом. Высота уступа, т. е. расстояние по вертикали между верхней и нижней площадкой уступа, состав­ляет обычно 10—15 м. Боковые поверхности, ограничивающие карьер, называют бортами. Борт, на котором ведут добычу, называют рабочим. Линия, соединяю­щая верхнюю бровку карьера с нижней бровкой нижнего уступа при максималь­ной (предельной) глубине карьера, носит название линии погашения. При этом величина образующегося угла зависит от устойчивости пород и глубины карьера. Обычно угол погашения составляет 35—50°.

При открытом способе добычи вместе с рудой приходится извлекать боль­шое количество пустых пород, окружающих рудное тело, и перемещать их на значительное расстояние. Процесс удаления пустых пород называют вскрыш­ными работами, а извлечение руды — добычными. При этом выделяют следующие производственные операции: отбойку, погрузку, транспортировку и отвалообразование.

Основной способ отбойки горных пород при вскрытии горизонта и добычи — буро-взрывные работы. Они состоят из бурения шпур или скважин, закладки зарядов взрывчатых веществ и их взрывания. Шпуры диаметром 30—75 мм и глубиной до 5 м бурят перфораторами, электросверлами и вращательно-ударными машинами. Скважины, отличающиеся от шпуров большими размерами (глу­бина более 5 м, диаметр 50—300 мм), бурят станками: ударно-канатными, вращательно-ударными, пневмоударными, вращательными и огневого бурения.