- •Предисловие
- •1Основные элементы горнопромышленного комплекса
- •1.1 Горное производство и горные предприятия
- •1.2Основные сведения о горных породах и полезных ископаемых
- •1.3Формы и элементы залегания полезных ископаемых
- •1.4Понятие о запасах и потерях полезных ископаемых при разработке
- •1.5Горные выработки
- •1.6Вертикальные выработки
- •1.7Горизонтальные выработки
- •1.8 Наклонные выработки
- •1.9Камеры и очистные выработки
- •2Основы разрушения горных пород
- •2.1Общие сведения о горных работах и способы разрушения горных пород
- •2.2Основные свойства и классификация горных пород
- •2.3Механическое разрушение горных пород
- •2.5Способы ведения взрывных работ
- •2.6Шпуровой метод ведения взрывных работ
- •2.7Определение основных параматров взрывных работ при проведении горных выработок
- •2.8Бурение шпуров
- •2.9Взрывчатые вещества
- •2.10Средства взрывания
- •3Основы проведения подземных горных выработок
- •3.1О сновы механики горных пород
- •3.2Крепежные материалы
- •3.3Крепь горных выработок
- •3.3.1Классификация крепей горных выработок
- •3.3.2Требования к крепям горных выработок
- •3.3.3Принципы выбора крепей горных выработок
- •3.3.4Деревянная крепь
- •3.3.5Металлическая крепь
- •3.3.6Монолитная бетонная и железобетонная крепь
- •3.3.7Сборная железобетонная крепь
- •3.3.8Анкерная крепь
- •3.3.9Комбинированная и смешанная крепь
- •3.3.10Межрамные ограждения
- •3.3.11Тюбинговая крепь из углепласта
- •3.3.12 Временная крепь
- •3.3.13Крепь вертикальных выработок
- •3.4Форма и размеры поперечного сечения горных выработок
- •3.5Способы и технологические схемы проведения горных выработок
- •3.6Проведение горизонтальных и наклонных горных выработок в крепких однородных породах
- •3.6.1Буровзрывные работы
- •3.6.2Проветривание
- •3.6.3Уборка горной массы
- •3.6.4В озведение крепи
- •3.6.5Вспомогательные процессы
- •3.7Проведение горизонтальных горных выработок в мягких однородных породах
- •3.8Проведение горизонтальных горных выработок в неоднородных породах
- •3.9Проведение наклонных горных выработок
- •3.10Проведение восстающих
- •3.11Технологический паспорт проведения горных выработок
- •3.12Поддержание горных выработок
- •3.13Технологические схемы проходки вертикальных стволов
- •4Основы подземной разработки пластовых месторождений
- •4.1Стадии разработки месторождений
- •4.2Производственная мощность и срок службы шахты
- •4.3Шахтное поле и деление его на части
- •4.4Порядок отработки частей шахтного поля
- •4.5Общая характеристика вскрывающих выработок
- •4.6Общая характеристика вскрытия пластовых месторождений
- •4.7Вскрытие пластовых месторождений
- •4.7.1Вскрытие одиночных пластов
- •4.7.2Вскрытие пологих и наклонных пластов вертикальными стволами
- •4.7.3Вскрытие крутонаклонных и крутых пластов
- •4.7.4Вскрытие свиты пластов наклонными стволами
- •4.7.5Вскрытие штольнями
- •4.7.6Комбинированное вскрытие
- •4.8Подготовка пластов в шахтном поле
- •4.8.1Основные понятия
- •4.8.2Индивидуальная и групповая подготовка пластов
- •4.8.3Подготовка выемочных полей
- •4.9Околоствольные дворы
- •4.10Технологический комплекс поверхности шахт
- •4.11Очистные работы в угольных шахтах
- •4.11.1Технологические схемы очистных работ
- •4.11.2Механизированная выемка угля в длинных очистных забоях
- •4.11.3Доставка угля в очистных забоях
- •4.11.4Классификация пород кровли
- •4.11.5Горное давление в очистном забое
- •4.11.6Крепь очистных выработок
- •4.11.7Управление горным давлением в очистных забоях
- •4.11.8Технология и организация очистных работ
- •4.11.9Концевые операции в очистном забое
- •4.12Системы разработки пластовых месторождений
- •4.12.1Понятие о системах разработки и их классификация
- •4.12.2Сплошная система разработки
- •4.12.3Столбовая система разработки
- •4.12.4Системы разработки с короткими очистными забоями
- •4.12.5Слоевые системы разработки
- •5Основы подземной разработки рудных месторождений
- •5.1Общая характеристика и особенности рудных месторождений
- •5.2Потери и разубоживание руды
- •5.3Вскрытие и подготовка рудных месторождений
- •5.4Основные производственные процессы
- •5.4.1Общие сведения
- •5.4.2Способы отбойки руды
- •5.4.3Вторичное дробление руды
- •5.4.4Выпуск и доставка руды
- •5.4.5Управление горным давлением
- •5.5Системы разработки рудных месторождений
- •5.5.1Общие сведения о системах разработки
- •5.5.2Системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства
- •5.5.3Системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород
- •5.5.4Системы разработки с искусственным поддержанием очистного пространства
- •6 Основы открытой разработки месторождений полезных ископаемых
- •6.1Общие сведения
- •6.2Объекты и условия открытой разработки
- •6.2.1Отличительные признаки открытых горных работ
- •6.2.2Технологические свойства горных пород
- •6.2.3Условия залегания месторождений, разрабатываемых открытым способом
- •6.2.4Достоинства и недостатки открытой разработки
- •6.3Производственные процессы
- •6.3.1Элементы карьера и основные горнотехнические понятия
- •6.3.2Подготовка горных пород к выемке
- •6.3.3Выемочно-погрузочные работы
- •6.3.4Карьерный транспорт
- •6.3.5Отвалообразование
- •6.3.6Рекультивация земель
- •6.4Вскрытие месторождений и подготовка карьерных полей
- •6.4.1Вскрытие горизонтальных и пологих месторождений
- •6.4.2Вскрытие наклонных и крутых месторождений
- •6.5Системы открытой разработки
- •6.5.1Бестранспортные системы разработки
- •6.5.2Транспортные системы разработки
- •6.5.3Комбинированные системы разработки
- •6.5.4Элементы и параметры системы разработки
- •7Основы переработки и обогащения полезных ископаемых
- •7.1Общие сведения
- •7.1.1Значение и роль обогащения при использовании различных полезных ископаемых
- •7.1.2Методы и процессы обогащения полезных ископаемых, область их применения
- •7.1.3Технологические показатели обогащения
- •7.2Грохочение
- •7.2.1Общие сведения
- •7.2.2Гранулометрический состав
- •7.2.3Конструкции грохотов
- •7.2.4Просеивающие поверхности грохотов и эффективность грохочения
- •7.3Дробление
- •7.3.1Назначение операции дробления
- •7.3.2Щековые дробилки
- •7.3.3Дробилки ударного действия
- •7.4Гравитационные процессы обогащения
- •7.4.1Отсадка
- •7.4.2Обогащение в тяжелых средах
- •7.5Флотационные методы обогащения
- •7.5.1Общие представления о флотационном разделении минералов
- •7.5.2Флотационные реагенты
- •7.5.3Флотационные машины
- •7.6Магнитные методы обогащения
- •7.7Окускование полезных ископаемых
- •7.7.1Агломерация и окомкование
- •7.7.2Брикетирование
- •7.8Опробование и контроль качества угля
- •8Основы добычи жидких и газообразных полезных ископаемых
- •8.1Общие сведения
- •8.2Происхождение и условия залегания нефти
- •8.3Добыча нефти
- •8.4Добыча природных газов
- •Список литературы
- •Оглавление
- •1 Основные элементы горнопромышленного комплекса 4
- •2 Основы разрушения горных пород 16
- •3 Основы проведения подземных горных выработок 32
- •4 Основы подземной разработки пластовых месторождений 71
- •5 Основы подземной разработки рудных месторождений 125
- •6 Основы открытой разработки месторождений полезных ископаемых 143
- •7 Основы переработки и обогащения полезных ископаемых 161
- •8 Основы добычи жидких и газообразных полезных ископаемых 182
Предисловие
Горное дело относится к одному из основных видов человеческой деятельности, обеспечивающих существование и уровень развития цивилизации. Горное дело как область промышленного производства охватывает разведку месторождений полезных ископаемых, их разработку, первичную переработку добываемого минерального сырья, строительство горных предприятий и подземных сооружений различного назначения.
Дисциплина «Основы горного дела» является одной из первых дисциплин, формирующих профиль подготовки бакалавра по направлению «Горное дело». Задачей ее изучения является получение знаний об основных принципах добычи различных полезных ископаемых подземным, открытым, геотехнологическими и другими способами.
Цели изучения дисциплины:
• овладение горной терминологией и комплексом понятий, формирующих область деятельности человека при освоении земных недр;
• освоение принципов ведения и обеспечения горных работ;
• освоение принципов современной технологии добычи твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых;
• овладение комплексом понятий о качестве добываемого полезного ископаемого и способами его улучшения.
Изучение дисциплины базируется на основе знаний отдельных дисциплин гуманитарного, социально-экономического, естественного и общетехнического цикла. Основными из них являются: геология, история горного дела, начертательная геометрия, экология, обеспечение жизнедеятельности и др. В свою очередь, «Основы горного дела» являются базой для изучения общетехнических и специальных дисциплин направления.
Горнодобывающая промышленность как составная часть горного дела имеет целью добычу и первичное обогащение полезных ископаемых. Она поставляет минеральное топливо (уголь, горючие сланцы, торф, нефть, природный газ), руды черных, цветных, редких и радиоактивных металлов, горно-химическое сырье, строительные материалы и др. Ее мировое производство, по экспертным оценкам, составляет 160–180 млрд. т горной массы. Ежегодно из недр земли добывается 8 млрд. т энергетического сырья, руд для производства 570 млн. т черных металлов, 170 млн. т цветных металлов, 620 млн. т индустриального минерального сырья. Однако следует заметить, что современные технологии горного производства дают возможность для использования 3–5% добываемой горной массы. Остальное — промышленные отходы.
Развитая горнодобывающая промышленность играет большое значение в экономике государства, определяет его самостоятельность и обороноспособность. Российская Федерация располагает запасами всех видов минерального сырья.
Для горнодобывающей промышленности характерны:
• непосредственное влияние на окружающую среду, что обусловливает ряд экологических проблем при освоении месторождений полезных ископаемых;
• постоянное перемещение рабочего места, что предъявляет особые требования к средствам механизации и автоматизации производственных процессов;
• постоянное увеличение глубины горных работ, что обусловливает ухудшение горно-геологических условий разработки, возможность возникновения газодинамических явлений, рост температуры рудничной атмосферы. Все это создало предпосылки к снижению комфортности и повышению опасности труда.
Развитие горной промышленности является следствием научно-технического прогресса. Достаточно полная систематизация знаний о горном деле и металлургии относится к 1556 г., когда в Базеле вышла в свет на латинском языке книга выдающегося ученого и практика Г.Агриколы «О горном деле и металлургии в XII книгах».
Основы научных знаний об образовании минералов, способах ведения горных работ при добыче полезных ископаемых и проветривании рудников заложены в трудах великого русского ученого М.В. Ломоносова: «О движении воздуха в рудниках примеченном» (1745 г.), «Слово о рождении металлов от трясения земли» (1757 г.), «О слоях земных» (1763 г.), «Первые основания металлургии или рудных дел» (1763 г.). Многие российские ученые внесли большой вклад в развитие науки в горном деле: А.И.Узатис создал первый в России курс горного искусства (1843 г.); Б.И.Бокий разработал основы аналитического метода проектирования горных предприятий; акад. A.M.Терпигорев заложил научно-методические основы механизации горных работ; акад Л.Д.Шевяков создал теорию проектирования шахт; акад. А.А.Скочинский заложил основы рудничной аэрологии и безопасного ведения горных работ.
Усилиями многих российский ученых, особенно в последние десятилетия, решен ряд важнейших проблем в области подземной и открытой разработки месторождений полезных ископаемых, создания современной техники, улучшения условий труда, а также в области подготовки специалистов для горной промышленности. К ним относятся М.И.Агошков, А.А.Борисов, А.С.Бурчаков, А.В.Докукин, А.И.Ксенофонтова, Г.Д.Лидин, Н.В.Мельников, И.Н.Плаксин, Н.М.Покровский, М.М.Протодьяконов, Б.В.Ржевский и многие другие.
