Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В.М. ИВАНЦОВ

ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА

РУДНЫХ

МЕСТОРОЖДНИЙ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ – ПРАКТИКУМ

Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации

в области горного дела для организации самостоятельной работы студентов,

обучающихся по направлению подготовки 130400 «Горное дело»

Красноярск-2012

УДК 622. 274. 34

Рецензенты:

Иванцов В.М.

Подземная разработка рудных месторождений. Учебное пособие - практикум для организации самостоятельной работы студентов, обучающихся

по направлению подготовки 130400 «Горное дело»

/ В.М. Иванцов; ГОУ ВПО «Сибирский Федеральный университет».

-Красноярск, 2012. -136 с.

Сформулированы учебные цели и задачи практических занятий по дисциплине. Подобрана их содержательная тематика, ориентированная на формирование профессиональных компетенций горного инженера. Приведена ориентировочная основа с системным структурированием информационного материала по горной технологии. Примеры систематизации базируются на вскрытых общенаучных методологических основаниях и отражают закономерности формирования технологических комплексов, на знание и усвоение которых должны быть направлены усилия студентов.

Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 130400 «Горное дело»

© Сибирский федеральный университет

© В.М. Иванцов, 2012

Не в количестве знаний заключается

образование, а в полном понимании и

искусном применении того, что знаешь.

Дистервег

ПРЕДИСЛОВИЕ

Ресурсом предприимчивого человека является весь окружающий мир, но в первую очередь он сам. Личные ресурсы человека в его разуме и характере, в умениях и навыках взаимодействия с миром.

Чтобы добиться успеха в обучении, достаточно просто начать работать с материалом, попробовать без каких-либо предубеждений, закреплять его усвоение соответствующими упражнениями. Именно недооценка закрепления знаний и умений – причина нашей неуспешности (неуспеваемости), поскольку в этом случае формируется мыслительная пассивность (а порой и леность) из-за отсутствия элементарного минимума исходного опыта.

Знания – это информация, закрепленная в голове механизмом памяти. Знания – это строительный материал и средства для мыслительной деятельности (короче) – мышления.

Выработка, формирование знаний - это первая, но не единственная функция ума. Приспособить, сделать эти знания основанием для производства вообще всего человеческого жизнеобеспечения в виде продукта непосредственного потребления, используя все ресурсы планеты, т.е. сделать знания основанием всякой деятельности человека – это вторая и основная функция ума-разума.

Именно критический (рефлективный) тип мышления придает нам уверенность, покоящуюся на основании в виде знаний и, более того, только в процессе такого мышления они и формируются. Разум – это ум в действии, в деле. Разум - это деятельный ум.

Управляемые процессы всегда – объективны, т.е. независимы от субъекта в части своего протекания. Само же управление – всегда субъективно, поскольку имеет своего субъекта, т.е. человека с его психикой, умом и волей. Такое положение возможно, поскольку одно - функциональные процессы по своей природе вариативны. И эта вариативность определяется различным сочетанием действующих сил или, как говорят, сочетанием внутренних, и внешних факторов, которыми обусловлено течение процесса.

Субъективно выбирая то или иное конечное состояние за цель, и формируя, выстраивая в соответствии с ней и на основе знаний необходимый порядок и совокупность тех самых взаимодействующих факторов, только за счет разума можно достичь желаемого и в тоже время объективно возникающего и существующего результата.

Для производства, в смысле деятельности, необходимы знания в виде: цели, плана, информации об исходной и текущей ситуации. Знания, отвечающие на вопрос: «Что?», «Почему?»- это знания первого рода, знания о Мире (объективном и субъективном). Это - фактологические знания, знания частные, еще не полные, как бы они ни были обширными.

Знания, отвечающие на вопрос «Как? Каким образом?», это знания второго рода, знания о Деятельности, о Технике (о технике и средствах производства, исполнения). Это – методологические и технологические знания. Однако в любом случае Знания – это только Знания. Они основа для действия, но еще не само действие. Это еще «мертвое знание», «книжное», в смысле не действующее. Используя знание в деле, мы его «оживляем своим мыслящим духом». Мы формируем программы и алгоритмы действий, закрепляемые психикой и затем осуществляемые в своем взаимодействии с миром. Такая метаморфоза Знания в процессе действия определилась как – Умение, а метаморфоза Умения при многократном повторении действия в - Навык или в Его Величество – Опыт, а сама деятельность приобретает образ Искусства. Умения и Навыки – это «живое знание», это способность думать, познавать и действовать. Полное знание, включенное в деятельность, обладает синергией – способностью (свойством) генерирования нового знания.

Таким образом, необходимым, и достаточным, условием для осуществления деятельности является наличие у субъекта в определенной мере: - полного знания и творческого, продуктивного и эмоционального опыта взаимодействия с миром.

Многие знания – многие печали для тех, кто не способен увидеть место узкоспециализированного знания в общем ходе вещей, т.е. управлять. Но многие знания – многие радости для тех, кто видит и способен понять место узкоспециализированного знания в общем ходе вещей, т.е. способен управлять и, прежде всего, самим собой.

Освоение содержания курса путем решения соответствующих учебных задач и самоконтроля знаний нацелено:

На формированиепредставлений:

- о современном состоянии технологии горного производства и направлениях ее развития на ближайшую перспективу;

- об основных научно-технических проблемах подземной разработки месторождений полезных ископаемых;

На создание системызнаний:

- физико-механических и технологических свойств пород и массивов;

- закономерностей технологических процессов;

- элементов технологических схем подземной разработки месторождений;

- принципов формирования и выбора решений по горной технологии;

На выработку совокупности профессиональныхумений:

- анализировать горно-геологические и горнотехнические условия разработки;

- обосновывать технологические схемы горного производства;

- читать и исполнять горную графику;

- пользоваться справочной и научной литературой

- критически мыслить при формировании своих методологических оснований.

На накопление опыта по освоению (владению):

- горной терминологией;

- навыков работы на ПЭВМ;

- основ системной методологии при решении проблем и задач.

Вывод для осмысления: - В меру понимания выше сказанного человек работает на себя, а в меру непонимания - на того, кто понимает это лучше.

Тема 1. Системная характеристика месторождений,

КАК ОБЪЕКТА ГОРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Цели практического занятия

- формирование знаний по характеристике месторождений;

- усвоение терминологического арсенала по горной технологии;

- умение пользоваться понятиями при характеристике месторождений;

- наработка навыков графического представления месторождений

и их элементов.

Задание:

1. Изучить материалы ориентировочной основы.

2. Дать содержательные ответы на тесты.

3. По исходным данным - табл. 1, 2 (вариант выдает руководитель занятия) дать краткое характеристическое описание горно-геологических условий месторождения полезных ископаемых (МПИ). Сделать характерный разрез МПИ вкрест простиранию М:2000 - М 1:5000. Поощряется выполнять задание по аналогичным данным реального месторождения.

*- Отчеты по индивидуальным заданиям – защищаются на консультациях.

*- Отчет по всем заданиям – представляется как допуск к зачету, экзамену.

ОРИЕНТИРОВАЧНАЯ ОСНОВА

- основные понятия: полезные ископаемые и месторождения

- промышленно-экономическая характеристика руд и МПИ

- горно-геологическая характеристика МПИ

1.1. Основные понятия: полезные ископаемые и месторождения

Агрегаты минералов более или менее постоянного состава называют породами. Породы и минералы, добываемые из земных недр с целью использования, называются полезными ископаемыми.

Месторождение полезного ископаемого – это естественное его скопление в земной коре, имеющее геологическую и пространственную обособленность от окружающих пород, которые сами по себе на данный момент не представляют промышленного интереса.

Можно систематизировать характеристику полезных ископаемых, воспользовавшись данными табл. 1.1.

Таблица 1.1. Систематизация признаков полезных ископаемых

Характерный признак	Вариант исполнения
1. Необходимость последующей переработки	а) нерудные - не требующие переработки: - каменный уголь, соль б) рудные - требующие переработки
2. Количество полезных компонентов	а) простые (содержащие один компонент) б) сложные (содержащие несколько компонентов)
3. Характер распределения рудных минералов	а) сплошные, б) вкрапленные

Таким образом, рудой называют полезное ископаемое, из которого после добычи для извлечения полезных компонентов (металлов или минералов) требуется последующая переработка.

1.2. Промышленно-экономическая характеристика руд и месторождений

Месторождение относится к промышленным, если его эксплуатация признается целесообразной по экономическим и народнохозяйственным соображениям. Главными показателями промышленной ценности месторождения являются: запасы в нем полезного ископаемого; качество полезного ископаемого; горно-геологические условия эксплуатации и географическое положение. Полезные ископаемые по степени изученности разделяются на ресурсы и запасы с выделением нескольких категорий. Основанием для выделения и подсчета запасов являются данные геологической разведки и предварительной оценки, а для ресурсов – данные прогнозов. Поэтому запасы еще имеют определение – геологические. Таким образом, запасы могут быть: измеренные, исчисленные, предположительные. Ресурсы – прогнозные, т.е. еще необнаруженные (гипотетические и теоретические). Геологические запасы по рентабельности разработки разделяются на балансовые и забалансовые. Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов приведена в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Классификация запасов и ресурсов по степени изученности

Степень изученности и категории	РЕСУРСЫ			ЗАПАСЫ
	Прогнозные (гипотетические, теоретические)			Разведанные			Предварительно оцененные
	Р1	Р2	Р3	А	В	С1	С2
Группы по рентабельности разработки				БАЛАНСОВЫЕ
				ЗАБАЛАНСОВЫЕ

Запасы полезного ископаемого служат основой для принятия решений о масштабе и характере эксплуатации, а ресурсы, в свою очередь, для принятия решений о масштабе и характере геологической разведки. Соотношение балансовых запасов различных категорий, используемых при проектировании горных предприятий (%), приведено в табл. 1.3. Примерная группировка месторождений по качеству руд приведена в табл. 1.4.

Таблица 1.3. Соотношение запасов для проектирования

Категория запасов	Металлические и нерудные полезные ископаемые				Угли и горючие сланцы
	Группы месторождений по сложности геологического строения
	простое	сложное	очень сложное	весьма сложное	простое	сложное	очень сложное
А + В,%	30	20	-	-	30	50	-
в том числе А1 не менее %	10	-	-	-	20	-	-
С 1,%	70	80	80	50	50	-	-
С 2,%	-	-	20	50	-	50	100

Таблица 1.4. Группировка месторождений по качеству руд

Полезные ископаемые	Ведущие качественные признаки	Характер руд по сортам
		богатые	Средней ценности	бедные
Железные руды	Содержание железа, состав шлакообразующих примесей, легирующие добавки, вредные примеси	Fe больше 55%, содержание вредных примесей в пределах кондиций	Fe 40-55 %, не нуждающиеся в обогащении, и более бедные – легко обогатимые и самофлюсующиеся с содержанием вредных примесей в приделах кондиций	Трудно обогатимые с содержанием железа ниже 40-45 %
Медь, никель	Содержание меди и никеля, %	Более 3	1-3.0	0.5-1.0
Свинец	Содержание свинца	Более 5 %	2-5 %	1.0-2.0
Олово	Содержание металла,	Более 0.5 %	0.2-0.5 %	0.1-0.2
Молибден	Содержание металла,	Более 0.3%	0.1-0.3 %	0.05-0.10
Кобальт, тантал, уран	Содержание металла, %	Проценты	Десятые доли	Сотые доли
Золото, платина	Содержание металла, г/т	Сотни	Десятки	Единицы

Измерителями ценности руды служат: валовая ценность, определяемая отпускной ценой металлов, содержащихся в одной тонне балансовых запасов; извлекаемая ценность – отпускная цена металлов, извлекаемых из 1 т руды. Показателем ценности может служить также разность между извлекаемой ценностью и расходами по добыче и переработке 1 т руды до получения из нее металла. Эта разность выражает чистый доход от 1т добытой руды. Величина чистого дохода служит основным показателем для определения рентабельности предприятия, выбора системы разработки и для решения других технико-экономических задач горного производства. Во всех случаях определяющее значение при установлении ценности руды имеет величина содержания в ней металла, степень постоянства и характер его изменения. Предел содержания полезного компонента, ниже которого руда данного месторождения становится не промышленной, т.е. экономически не выгодной для добычи и переработки, называют минимальным промышленным содержанием. Так как минимальное промышленное содержание обеспечивает лишь возврат произведенных затрат, то получение накоплений, необходимых для расширенного воспроизводства, возможно при условии, если среднее содержание в добываемой руде будет выше минимального промышленного. Содержание, при котором отдельные рудные тела и участки еще включаются в подсчет запасов, называется бортовым. Его обычно устанавливают исходя из общих соображений и геологических особенностей месторождения.