Горно-геологические и горнотехнические условия применения сплошных систем разработки

Преобладающие типы пород. Многие месторождения горизонтального залегания представлены мягкими (в основном глинистыми) и иногда плотными вскрышными породами и мягким или плотным полезным ископаемым. Таковы Итатское, Назаровское, Райчихинское, Азейское и ряд других буроугольных месторождений Канско-Ачинского бассейна и Дальнего Востока, буроугольные месторождения Украины и Подмосковного бассейна, марганцеворудные месторождения Никопольского бассейна, фосфоритовые месторождения Подмосковного бассейна, месторождения песка, глин и др. (рис. 6.1, а, б]. Нередко в мягких покрывающих породах залегают маломощные прослои полускальных или скальных пород.

Мягкие или разнородные вскрышные породы и разнородное полезное ископаемое характерны для песчано-гравийных, ряда бокситовых месторождений, а также для большинства россыпных месторождений.

Пластообразные залежи песчано-гравийных месторождений состоят из смеси песка, гравия и валунов (рис. 6.1, в); крупнообломочный материал располагается по всей толще или образует прослои. Глинистые вскрышные породы часто включают крупнообломочный материал.

В строении россыпи различают торфа, пески и плотик (рис. 6.1, г). Торфа (вскрышные породы) —это обычно илистые, песчано-глинистые или галечниковые отложения, не содержащие полезных минералов в промышленных количествах. Пески — это залежь полезного ископаемого, обычно глинисто-песчано-галеч-никовые отложения, иногда со щебнем, валунами и элювием коренных пород, содержащие полезные компоненты в промышленных количествах; торфа и пески по литологическому составу не всегда четко отделяются друг от друга. Плотик — это чаще всего коренные породы, подстилающие россыпь и оказывающие большое влияние на распределение полезного компонента в песках.

Мягкие, плотные или разнородные вскрывающие породы и весьма плотные, полускальные или скальные полезные ископаемые характерны для карбонатных месторождений Центральных районов и Поволжья, сланцевых и фосфоритовых место-

Рис. 6.1. Характерные геологические разрезы месторождений:

а — марганцеворудных; б — буроугольных Канско-Ачинского бассейна; в — песчано-гравийных; г — россыпных; д — карбонатных пород; е — сланцевых; ж — гранитных; з — каменноугольных Черемховского бассейна

рождений в Эстонии и Ленинградской области, а также месторождений природного камня (рис. 6.1, д, е, ж).

Полускальными и скальными вскрышными породами и полускальным или весьма а плотным полезным ископаемым представлены угольные месторождения Черемховского бассейна, ряд карбонатных месторождений и крутопадающие месторождения, где могут применяться сплошные системы разработки (Кузнецкий угольный бассейн, фосфоритовые месторождения Каратау и др.) (рис. 6.1, з).

Мощность пород. Мощность мягких вскрышных пород на угольных и марганцеворудных месторождениях изменяется от 10— 15 м до 80—100 м и более. Мощность угольных пластов также изменяется в широких пределах: от 2—4 м на украинских и подмосковных месторождениях до 40—50 м и более на канско-ачинских месторождениях. Мощность пластообразных залежей марганцевой руды обычно не превышает 3—4 м. Коэффициент вскрыши на разрабатываемых и перспективных для открытой разработки угольных месторождениях такого типа изменяется от 2—3 до 8—10 м3/т, а на марганцеворудных месторождениях — от 7—10 до 35—40 м3/т.

Средняя мощность вскрышных пород на песчаных и песчано-гравийных месторождениях составляет около 3 м и редко превышает 10 м. Средняя мощность полезного ископаемого составляет около 10 м и редко превышает 25—30 м. Коэффициент вскрыши на большинстве разрабатываемых месторождений меньше 0,5 м3/м3 и не превышает 1 м3/м3.

Мощность торфов на россыпях чаще всего невелика (до 5—10 м), но в отдельных случаях (погребенные россыпи) может достигать десятков метров. По глубине залегания выделяются россыпи: мелкие (глубина менее 3 м), очень неглубокие (3—6 м), неглубокие (6—12 м), средней глубины (12—20 м), глубокие (20—50 м) и очень глубокие (более 50 м).

Мощность вскрыши на месторождениях осадочных карбонатных пород в большинстве случаев не превышает 3—6 м, а мощность полезной толщи изменяется от 3—5 до нескольких десятков метров. Коэффициент вскрыши чаще всего не превышает 0,2 м3/м3 и в редких случаях больше 0,5 м3/м3.

Мощность мягких и полускальных (скальных) вскрышных пород на месторождениях природного камня составляет соответственно 0,2—6 м и 0,5—4 м. Мощность полезной толщи составляет 6—20 м и более.

Мощность полускальных и скальных вскрышных пород на угольных, сланцевых и фосфоритовых месторождениях обычно изменяется в пределах 10—40 м. Мощность пластообразных сланцевых и фосфоритовых залежей чаще всего составляет соответственно 2—4 м и 2—6 м, а мощность угольных пластов обычно не превышает 10—15 м.

Строение залежей. Угольные и сланцевые пласты в большинстве случаев однородны и не требуют раздельной разработки и стабилизации качества.

Марганцевые, фосфоритовые и другие руды чаще всего неодинаковы по содержанию полезных и вредных компонентов, обогатимости м другим признакам на разных участках одного карьерного поля. Разработка их обычно валовая, но порядок развития горных работ требуется принимать с учетом качества руд и необходимы мероприятия по обеспечению стабилизации качества руды, направляемой на переработку.

Месторождения осадочных карбонатных пород отличаются сложной структурой, разнообразием условий залегания и состава пород, интенсивной трещиноватостью, пестрым чередованием пачек различной прочности и мощности, что затрудняет их разработку и получение щебня большой прочности при достаточно высоком его выходе.

Пластообразные залежи гравия и песка, сложенные породами разного литологического состава и возраста, характеризуются обычно включениями линз глинистых пород и валунов различных размеров (иногда до 2—3 м в поперечнике) с содержанием их до 20—30% и более.

Россыпи по строению разделяются на простые и сложные. Пески простых россыпей залегают в ее нижней части и представлены обычно рыхлыми отложениями, элювием и верхней частью коренных пород; иногда пласт песков целиком располагается либо в рыхлых отложениях, либо в коренных трещиноватых породах. Сложные россыпи состоят из нескольких горизонтов песков; верхние пески залегают на ложных плотиках, которые обычно представлены глинистыми отложениями (см. рис. 6.1, г).

Месторождения стенового (пильного) камня (известняки, туфы, травертины и другие породы) имеют предел прочности при сжатии 0СЖ — 40-f-4000 Н/см2 Выход камня составляет 40—70%, максимальный размер блоков — 1—1,5 м3.

Месторождения облицовочного камня (кварцит, гранит, габбро, лабрадорит, диорит, базальт, мрамор и другие горные породы) характеризуются наличием развитых и закономерно расположенных систем трещин, определяющих возможность и направление разработки месторождений для получения блоков. Выход блоков (размером от 0,2 до 6 м3 и более) из горной массы составляет от 10 до 30%.

Обводненность и температурный режим. Угольные и рудные месторождения, как правило, обводнены, т. е. уровень грунтовых вод находится выше почвы залежи полезного ископаемого. Водопонижение осуществляется в большинстве случаев с помощью дренажных траншей в комплексе с открытым карьерным водоотливом. При наличии напорных горизонтов и высоком водопритоке в карьер водопонижение осуществляется с помощью водопони-жающих скважин и реже подземным способом (см. п. 1.6).

Песчано-гравийные месторождения по степени обводненности разделяются на сухие и частично обводненные (уровень грунтовых вод находится соответственно ниже почвы и между почвой и кровлей залежи), полностью обводненные и подводные. Частично и полностью обводнены более половины месторождений; разработка их осуществляется как при отсутствии, так и с применением водо-понижения.

Температурный режим пород большинства разрабатываемых месторождений в летний период положительный, и промерзание пород в зимний период на глубину от 0,3—0,5 до 2—3 м характерно для участков массива, имеющих свободные поверхности. Россыпи, в зависимости от водного режима и температуры, разделяются на водные и безводные талики, а также мерзлые отложения.

Форма и размеры залежей и карьерных полей в плане. При разработке плитообразных залежей угля, сланца, марганцевых, фосфоритовых и других руд, а также очень широких (более 500 м) россыпей характерны обширные карьерные поля. Размеры таких залежей в плане изменяются от одного-двух до пяти и более километров. Месторождения могут охватываться одним карьерным полем или разделяться на несколько отдельных полей. При этом срок работки карьерного поля должен быть достаточно длительным — не менее 8—12 лет.

Крупные по площади распространения россыпи разделяют на полигоны. Полигон характеризуется постоянным положением обогатительного (промывочного) оборудования, обслуживающего данный полигон, в течение всего периода его разработки.

Отдельные участки, характеризуемые определенным положением полустационарной дробильно-сортировочной установки, могут выделяться при разработке мощных песчано-гравийных и карбонатных месторождений.

Вытянутые и округлые в плане карьерные поля характерны при разработке песчано-гравийных и карбонатных месторождений, месторождений природного камня, очень узких (менее 20 м), узких (20—50 м), средних (50—150 м) и широких (150—500 м) россыпей. Наибольший размер таких карьерных полей редко превышает 1 км.

Размеры карьерных полей в плане и по глубине, типы пород, а для песчано-гравийных и россыпных месторождений и их обводненность, определяют технологические комплексы горных работ.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий