Особенности разработки многолетнемерзлых и сцементированных россыпных месторождений.

Мерзлыми называют породы, имеющие отрицательную тем­пературу, в которых хотя бы частично вода находится в виде льда. Мерзлые породы нельзя разрабатывать средствами землеройной техники без предварительной подготовки разупрочнения (или рыхления).

На земной поверхности происходит постоянный теплообмен с окружающим воздушным пространством. Поверхность земли поглощает часть лучистой энергии солнца, а остальная отражается от поверхности. Летом тепловой поток направлен от поверхности вглубь земли . Зимой поверхность охлаждается, т.е. тепловой поток направлен из глубины к поверхности земли , при этом породы отдают тепло окружающей среде.

Если зимой породы отдают больше тепла, больше чем к ним поступает за лето, то следовательно образуется и расширяется многолетняя мерзлота.

Летом температура горных пород изменяется по кривой 1-2. Точка 2 определяет верхнюю границу многолетней мерзлоты. Ниже залегают породы, t которых отрицательна в течении всего года. Причем на отрезке 2-3 она летом несколько повышается, а зимой понижается по кривой 3-5. В точке 3 породы имеют низкую постоянную отрицательную температуру.

В нашей стране многолетнемерзлые породы распространены от Урала к Северу и Северо-Востоку.

Например, в южных районах Амурской области t в точке 3 составляет -1⁰ С, а на глубина распространения вечной мерзлоты составляет 10 м. На Колыме, Чукотке, в Северной Якутии мощность толщи мерзлых пород составляет от 50 до 500-600 м.

В нашей стране примерно 50% всех разведуемых и разрабатываемых россыпных месторождений находятся в мерзлом состоянии.

Особенности разработки многолетнемерзлых россыпных месторождений обусловливаются не только их мерзлым состоянием, но и суровостью климата тех районов, в которых расположены предприятия, а также некоторыми особенностями их залегания. Размеры отдельных месторождений обычно невелики, мала мощность обогащенного слоя (пласта песков), составляет всего 0,3-1,5 м. Отсюда очень высокая интенсивность отработки (погашения запасов), необходимость в сезонной организации работ, особые требования к технике открытых горных работ и т.д. Сезонность организации обусловлена не только суровостью климата, но и мерзлым состоянием песков, которые перед тем, как направить их на обогащение, необходимо перевести в талое состояние. Поэтому сезонная организация здесь необходима.

Способы разупрочнения мерзлых и сцементированных пород

Наиболее трудоемкой работой при разработке многолетне мерзлых россыпей является их разупрочнение или рыхление.

Разупрочнение также необходимо при разработке талых сильноглинистых или сцементированных россыпей.

В настоящее время способы разупрочнения мерзлых пород четко распределены по способам разработки многолетнемерзлых россыпных месторожлений.

1. При подземном- единственно применяемым способом разупрочнения является мелкошпуровое буровзрывное рыхление.

2. На открытой разработке основным способом в настоящее время является также буровзрывное рыхление, но уже при помощи скважинных зарядов.

3 послойная разработка с использованием естественного оттаивания.

Другие способы искусственного оттаивания, которые пока применяют в небольших масштабах

4. Для дражной разработки единственно приемлемым способом разупрочнения является гидравлическое оттаивание в различных его вариантах, поскольку в обогатительный аппарат драги пески.должны поступать в талом состоянии.

БУРОВЗРЫВНОЕ РЫХЛЕНИЕ МЕРЗЛЫХ ПОРОД

При открытой разработке оно применимо только на вскрышных и горноподготовительных работах.

Добычные работы, которые совмещаются с промывкой, требуют полностью оттаявших песков. В противном случае недопустимо возрастут потери полезного ископаемого с мерзлыми комками. В 'случае подземной разработки пески, добытые при помощи буровзрывной отбойки, выдаются на поверхность и выкладываются в отвал в мерзлом состоянии. Их промывку осуществляют только в теплое время года, когда пески в отвалах начинают оттаивать.

Скважины на открытых работах бурят при помощи станков вертикального бурения с диаметром буровой коронки от 90 до 300 мм в зависимости от мощности взрываемого уступа. Рекомендуется применение следующих типов станков:

станков вибровращательного бурения (типа СДВВ-) в породах до VIII категории крепости для бурения скважин диаметром 90-100 мм при высоте обуриваемого уступа не более 4м;

станков вращательного (СБВ-125) и вибровращательного (СВВ-42) действия - для бурения скважин диаметром 120-125 мм при высоте уступа до 6 м;

станков шарошечного бурения для бурения скважин диамет­ром от 100 до 300 мм при высоте уступа 8 м, и более.

В качестве основного ВВ для открытой разработки чаще всего применяют игданиты - смесь аммиачной селитры и дизельного топлива. По сравнению с аммонитами они безопаснее, поскольку их хранение и транспортирование могут осу­ществляться раздельно, —а— приготовление может быть организовано непосредственно на месте работ