Практична робота 8 визначення річної продуктивності рудника

Витрати часу– 2 години аудиторних занять

Цілі практичного заняття:

 свідомо використовувати теоретичні знання, що отримані під час лекцій, з основних показників діяльності рудника;

 розвивати здібності розрахунку та аналізу показників діяльності рудника;

 використовувати уміння при роботі з науковою, навчальною й довідковою літературою у професійній підготовці кваліфікованих робітників.

Методика проведення роботи. Протягом першої години студенти, отримавши методичні вказівки вивчають хід розрахунків річної продуктивності рудника; отримують індивідуальні варіанти вихідних даних для розрахунків; виконують розрахунки. Протягом цієї години під керівництвом виклада­ча перевіряється засвоєння матеріалу, уточнюються неясні поняття й терміни.

На другій годині заняття студенти оформлюють звіт з розв’язаних задач та захищають свої результати розрахунків.

Основні теоретичні положення. Для розробки рудного родовища або його частини ствоюється гірничодобувне підприємство, що зветься рудником. Рудник може мати одну або декілька виробничих-господарчих одиниць – шахт. Декілька поруч розташованих рудників (підземних і відкритих) і збагачувальна фабрика, а іноді і металургійний завод об’єднуються в гірничовидобувний (гірничометалургійний) комбінат.

В проектах річну продуктивність (т) рудника по гірничим можливостям з корегуванням по доцільному строку служби рудника визначають з формули

(8.1)

де Б – балансові запаси руди, т;

t– строк служби, рік;

k_в.р – коефіцієнт витягу рудного запасу;

р – коефіцієнт збідніння руди.

На практиці використовуються 2 основних способи визначення річної продуктивності рудника з гірничих можливостей:

1. по середній інтенсивності розробки родовища, що вимірюється річним пониженням очисної виїмки;

2. по фронту очисної виїмки (числу блоків і їх продуктивності).

Наближенийметодвизначення річної продуктивності рудника по річному пониженню очисної виїмки при кутах падіння більше 30⁰ виконують по формулі

58

Надвугільна товща складена вуглистими глинами і пісками, потужність її 32 м, переважно 3—7 м. У північно-західній частині, на півночі центральної і на крайньому сході басейну в покрівлі пласта вугілля переважають дрібно - і середньозернисті вуглисті піски різних тонів коричневого фарбування. Серед пісків зустрічаються лінзи глин, вторинних каолінів і піщаників. На іншій площі басейну в покрівлі вугілля переважають вуглисті сірі глини. Дуже часто спостерігається розмив покриваючих вугілля порід, а також пластів вугілля. У місцях розмиву вуглистих пісків чи глин у покрівлі вугільного пласта залягають звичайно дрібнозернисті глинисті глауконітові піски харківського ярусу, рідше блакитнувато-сірий чи мергель мергелисті піски київського ярусу (Юрковське, Золотаревське, Ревовське, Миронівське родовища). Іноді покрівлею пласта вугілля служать білі кварцові піски полтавської свити, а на Балаховському родовищі – зеленувато - сірі глинисті піски сармата.

Харківський вугленосний горизонт розповсюджений у південно-східній частині басейну в межах Дніпропетровського й Оріховського буро-вугільних районів. Літологічне він представлений дрібно -, середньо - і різнозернистими глауконітовими пісками зеленуватих тонів із лінзами

і прошарками бурого вугілля й Харківський вугленосний горизонт розповсюджений у південно-східній частині басейну в межах Дніпропетровського й Оріховського буро-вугільних районів. Літологічне він представлений дрібно -, середньо - і різнозернистими глауконітовими пісками зеленуватих тонів із лінзами і прошарками бурого вугілля й вуглистих порід, глин і піщаників. На Оріховському родовищі пласт бурого вугілля сягає робочої потужності. Середня потужність горизонту 15 м.

Полтавський вугленосний горизонт відомий у Звенигородському і Дніпро-петровському буро-вугільних районах. Літологічне він виражений дрібно - і середньо зернистими світло пофарбованими пісками з рідкими лінзами бурого вугілля, вуглистих порід, глинистих пісків і глин. У

27

Звенигородському районі полтавське вугілля розроблялося на Шестеринецькому родовищі. Крім того, одиничними свердловинами вони зафіксовані з робочою потужністю в районі с. Попельнасте. Середня потужність вугленосного горизонту 17 м.

Вугленосний горизонт сарматського ярусу відзначений у північно-західній частині басейну й у районі м. Верхньодніпровська. Літологічне він характеризується глинистими пісками, зеленувато-сірими глинами з рідкими лінзами бурого вугілля й вуглистих порід. Середня потужність горизонту 9 м.

Буро-вугільні родовища басейну в основному бучацькі. Для них характерна наявність одного основного пласта вугілля простої чи складної будови.

Характер прошарків різний. В одних випадках вони втримуються на значних площах, в інших - представляють собою невеликі швидковиклинцьовувані лінзи вуглистих пісків чи глин. Переважна потужність поділяючих прошарків 3-5 м.

Основною пачкою вугілля є нижня, яка має найбільшу площу поширення, вугілля якої на всіх родовищах району характеризуються зниженим вмістом золи.

Потужність пачки змінюється від декількох сантиметрів до 25 м, середня потужність 4-6 м; на Семеновсько-Головковській ділянці Олександрійського родовища середня потужність нижньої пачки складає 8-10 м.

Найбільші потужність і площа поширення середньої пачки спостерігаються на Морозовському родовищі. Максимальна потужність її тут сягає 12 м, середня складає 4-6 м. На інших родовищах району середня потужність цієї пачки 1-2 м.

Верхня пачка вугілля має непостійну потужність, звичайно менше 1 м, з невеликою площею поширення (у вигляді окремих лінз) і підвищеним змістом золи. На Байдаковській ділянці Олександрійського родовища середня потужність верхньої пачки вугілля 3-4 м, місцями сягає 10-15 м; пачка являє собою чергування тонких прошарків чистого і високо зольного вугілля чи вуглистих порід. Таке часте чергування говорить про різкі зміни режиму вуглеутворення. Нагромадження цієї пачки, мабуть, відбувалося за рахунок розмиву і перевідкладення торфовища, що раніше відклалося.

Розміри промислово-вугленосних площ змінюються від декількох квадратних кілометрів до 200-400.

Вугленосна товща Львівсько-Волинського басейну складається з відкладень візі (C₁^v), намюра (C₁ⁿ), вестфала (C₂^w). Промислова вугленосність відноситься, в основному, до намюрських відкладень.

Для детального розчленовування цієї товщі встановлена система літерних позначень вугільних пластів і вапняків, що маркують, у кожнім вугленоснім ярусі, як це показано на рис. 3.2.

Характерна риса відкладень візейського ярусу — великий розвиток вапняків, особливо в нижній частині ярусу.

Вапняки V₂, V₅ і V₆ порівняно добре витримані і є горизонтами, що

28

Студенти повинні зобразити всі схеми завдання у свій робочий зошит, і в них визначити клас, групи, елементи, транспорт і провітрювання.

Питання для самоперевірки

Дайте класифікацію систем розкриття по групах.

У чому полягає сутність розкриття вертикальними стволами?

У чому полягає сутність системи розкриття вертикальними стволами без додаткових розкривних виробок?

Чому визначається вид системи розкриття?

Дайте класифікацію систем розкриття по класах.

У чому полягає відмінна риса системи розкриття вертикальними стволами й капітальними квершлагами?

Чи можливо застосувати систему розкриття вертикальними стволами без додаткових розкривних виробок на невеликих по розмірах шахтних полях?

У чому полягає сутність системи розкриття вертикальними стволами й капітальними квершлагами?

Як можна здійснити провітрювання бремсбергової частини при розкритті вертикальними стволами й погоризонтними квершлагами?

У чому полягає сутність системи розкриття вертикальними стволами й поверховими квершлагами?

У чому полягає сутність системи розкриття вертикальними стволами й погоризонтними квершлагами?

Назвіть основні недоліки системи розкриття вертикальними стволами й поверховими квершлагами.

У чому полягає сутність системи розкриття похилими стволами й поверховими скатами?

Яким чином здійснюється провітрювання при розкритті вертикальними стволами й поверховими квершлагами?

Як можна здійснити транспортування корисної копалини при розкритті похилими стволами й поверховими скатами, якщо відкочування концентрується на нижче лежачому пласті?

При яких кутах падіння пластів застосовують конвеєри в похилому стволі?

57

При невеликій глибині від поверхні до пласта і куті залягання пластів до 8⁰ чи горизонтальних застосовують розкриття похилими стволами, які проводяться по породах вхрест простягання (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Розкриття пластів похилими стволами, які проводяться вхрест простягання пластів: 1 – похилий ствол; 2 – капітальний квершлаг; 3 – вентиляційні шурфи

Похилі стволи проводять за звичай під кутом 15-18⁰ . Один ствол обладнають конвеєром, другий – канатною відкаткою. По допоміжному стволу надходить свіжий струмінь повітря; для відпрацьованого струменя проводять вентиляційні шурфи на флангах шахтного поля.

Область застосування: немає особливих підстав для жорсткого обмеження розглянутого класу схем розкриття ні кутом падіння пластів, ні їхнім числом у полі, а також і іншими факторами геологічного чи організаційно-технічного характеру, крім глибини горизонту розкриття (600-800 м по вертикалі), у чому вони уступають системам з вертикальними стволами.

Переваги: можливість повної конвеєризації доставки вугілля від вибою до місць навантаження його споживачам; велика продуктивність ствола, що обладнаний конвеєром для видачі вугілля; скорочення терміну будівництва шахти і менші, в порівнянні з розкриттям вертикальними стволами, капітальні витрати.

Недоліки: більша, ніж у вертикальних, довжина похилих стволів при розкритті того ж горизонту; невелика пропускна здатність стволів при канатному відкочуванні; більша, ніж у вертикальних стовбурів, вартість підтримки й обслуговування.

Методика проведення робіт.Об'єктами вивчення є різні схеми розкриття, які представлені індивідуальними завданнями на картках.

Протягом 10-15 хвилин викладач, під керівництвом якого проводяться практичні заняття, видає завдання на самостійну роботу, викладає зміст теми. Потім студенти вивчають зміст і приступають до аналізу схеми розкриття і їхніх особливостей.

Оформлення звіту.У звіті про практичну роботу необхідно виконати креслення схеми розкриття і зробити їхній аналіз відповідно до пунктів завдання. Після аналізу необхідно відповісти на контрольні питання, уточнивши їхній зміст із викладачем.

56

маркують. В окремих випадках потужність вапняків сягає 40-45 м. Відкладення намюрського ярусу бідні на вапняки. Основну частину розрізу складають піщаники, аргіліти й алевроліти.

У південній частині басейну помітна перевага піщаників.

За літологічним і фаціальним складом розріз намюрського ярусу підрозділяється на дві частини: нижню, меншу, що складається переважно з піщано-глинистих порід і характеризується майже повною відсутністю вугілля, і верхню, велику представлену більш грубим кластичним матеріалом, що містить велику кількість вугільних пластів, у тому числі й основних промислових пластів басейну. Потужність намюрського ярусу 160-460 м, при цьому різке збільшення її спостерігається в південному і південно-західному напрямках.

Горизонтами цієї товщі, що маркують, служать вапняки N₁, N₂, N₁₀ і горизонти чорних сланців, що залягають у нижній її частині, вугільні пласти n₇, n₈ і так звані “срібні піщаники”.

Межа між намюром і вестфалом визначена палеонтологічно, по підошві вапняку, що маркує, W₁. Основну частину розкритого розрізу вестфала складають піщаники, які займають 60% усієї товщі.

Породи, що складають вугленосну товщу, змінюються від типово морських до болотно-континентальних. Типово морськими відкладеннями фацій відкритого моря є вапняки з брахіоподами середньої частини візейського ярусу. Вапняки верхньої частини візе, намюра і нижньої частини вестфала збагачені глинистим матеріалом, місцями кварцом і глауконітом, у них зустрічається

29

Рис. 3.2. Нормальний літологостратиграфічний розріз кам’яно-вугільної товщі Львівсько-Волинського басейну

фауна криноідей і частини водорості — усе це характеризує мілководні умови їхнього утворення.

До типових теригенних відкладень субліторальної зони відносяться алевроліти, часто косошаруваті і позбавлені палеонтологічних залишків. За площею ці відкладення дуже нетривкі і досить часто переходять у відкладення літоральної зони — піщаники, широко розвинені у верхній частині вугленосної товщі.

У намюрських і вестфальских відкладеннях зустрічаються також прошарки аргілітів і алевролітів із численною прісноводною фауною в озерах і лиманах, що відклалася.

Весь комплекс порід, які складають вугленосну товщу, із збільшенням у їхньому складі теригенних опадів у стратиграфічної послідовності знизу вгору відбиває загальний характер зміни умов седиментації у басейні, що поступово міліє. З іншого боку, чергування в розрізі типово морських глибоководних (вапняки з брахіоподами) і континентально-болотних (вугільні пласти) опадів свідчить про часті коливальні рухи дна басейну на тлі загального висхідного руху.

Нормальне чергування порід у стратиграфічному розрізі тут часто ускладнюється явищами наступних розмивів пластів, які відклалися, водами наступаючого моря і поверхневих потоків. Особливо добре просліджуються розмиви у вугільних пластах, які місцями виявилися частково чи цілком знищеними. Так, поверхневі потоки по основному промисловому пласті n₈ залишили цілі долини завдовжки 12 км і завширшки 1,0—1,5 км. Максимальна глибина розмиву по вертикалі сягає 20—30 м.

Вугленосній товщі візе, намюра і вестфала підпорядковано до 50 пластів вугілля, тобто в середньому один пласт вугілля приходиться на 20 м товщі. Середній коефіцієнт загальної вугленосності карбону приблизно дорівнює 2%. Вугленасиченість цієї товщі дуже нерівномірна по вертикалі, і відкладення окремих ярусів за характером вугленосності і промисловим значенням нерівнозначні. Найменш вугленасиченими є відкладення візейського ярусу. Незважаючи на велику кількість вугільних пластів (до 24), коефіцієнт вугленосності візейських відкладень мінімальний—1,2%. З усіх вугільних пластів, присвячених до розрізу візе, тільки два (Бубновський і Бузький) на досить обмеженій площі досягають мінімальної робочої потужності.

Найбільшу вугленасиченість мають відкладення намюра, коефіцієнт вугленос ності яких сягає 3%. Один вугільний прошарок приходиться тут приблизно на 12 м вугленосної товщі. Порівняно стійкою вугленосністю володіє верхня частина намюра. Тут 19 вугільних прошарків і пластів, 4—5 мають робочу потужність і досить значну площу поширення, а 3—4 пласта досягають робочої потужності на невеликих площах.

У розрізі вестфала, представленого в басейні тільки своїми низами, знайдено до 9 вугільних пластів, із яких 2-3 на окремих ділянках мають порівняно стійку робочу потужність.

30

Рис. 7.7. Розкриття похилими стволами і капітальним квершлагом: 1, 2 – головний і допоміжний стволи, 3 – фланговий похилий ствол

до здимання, тоді стволи можуть бути проведені по одному з верхніх пластів.

При розкритті похилими стволами з додатковими розкривними виробками ті ж варіанти, що і для вертикальних стволів.

Основний обмежуючий фактор - довжина допоміжного ствола. При значній глибині залягання його роблять східчастим, що знижує ефективність його експлуатації. Допоміжний ствол може бути пройдений набагато крутіше головного. Тому нерідко головний і допоміжний похилі стволи закладаються в різних місцях шахтного поля і мають відокремлені промислові майданчики.

Проходка стволів на пластах корисної копалини застосовується на невеликих шахтах з невеликим терміном служби стволів, із пластами тонкими і середньою потужністю, не схильними до самозаймання.

На рис. 7.8 показана схема розкриття похилими стволами та поверховими квершлагами.

Рис. 7.8. Розкриття пластів похилими стволами і поверховими квершлагами: 1 – похилий ствол; 2 - флангові шурфи; 3 – поверхові квершлаги

Замість поверхових квершлагів можна провести поверхові скати. Їх проводять у тому випадку, коли відстань між пластами невелика.

Матеріали й устаткування на верхні пласти доставляються з відкотного штреку по вугільних скатах з вентиляційного штреку по вентиляційних шурфах за допомогою лебідок.

Застосування конвеєрного чи самопливного транспорту по розкривних виробках, особливо доцільно, коли на розкритому пласті також застосовується конвеєрний транспорт.

Для доставки матеріалів і устаткування скат повинний мати відповідні відділення. Іноді для цих цілей проходиться спеціальний квершлаг, що обладнається рейковим транспортом.

55