Размещение и основные тенденции горного производства.

Хозяйственный комплекс любой страны подразумевает использование полезных ископаемых, таких как нефть, газ, уголь, железная руда, бокситы, марганцевая руда и т.д. Значительная часть добычи полезных ископаемых во всем мире, не территории стран СНГ и в Украине приходится на железную руду и уголь.

В целом предприятия добывающие полезные ископаемые образуют горнодобывающую промышленность, которая в свою очередь делится на угольную промышленность (занимается добычей угля), горнорудную промышленность (занимается добычей железной руды), нефтедобывающую промышленность и т.д.

Угольная промышленность должна обеспечивать потребности страны в топливе, коксе и сырье. По запасам угля и его добыче страны СНГ занимают первое место в мире. Общие геологические запасы угля, разведанные до глубины 1800 м составляют 8660 млрд.тонн или 57 % общих мировых запасов / 1 стр. 3 /.

Основными угольными бассейнами стран СНГ являются Донецкий (Украина), Кузнецкий, Карагандинский, Печорский, Подмосковный (Россия). В меньших масштабах уголь добывают в Львовско-Волынском бассейне (Украина), Средней Азии, на Кавказе, Дальнем Востоке и Сахалине (Россия). В последние годы очень интенсивно развивается добыча угля на Экибастузском месторождении (Республика Казахстан) и на Итатском месторождении (Кемеровская область России)./ 1 стр. 4 /

Горнорудная промышленность обеспечивает потребности страны в железной руде. На долю горнорудной промышленности стран СНГ приходится более 25 % мировых объемов. / 2 стр. 4 /

Основными регионами добычи железной руды на территории стран СНГ являются Украина и Россия / 2 стр. 4 /. В мире железная руда в значительных количествах добывается в Бразилии, Австралии и Китае. Крупнейшими месторождениями железной руды являются Криворожский бассейн (Украина), Курская магнитная аномалия, Уральское (Россия) и Соколово-Сарбайское (Республика Казахстан) / 1 стр. 4 /.

Как видно из вышеизложенного, в Украине добывается значительное количество мировых запасов угля и железной руды.

Кроме этого в Украине добывается значительное количество марганцевых руд (Никопольское месторождение) / 1 стр. 4 /. Другие полезные ископаемые добывается в Украине в гораздо меньших объемах чем в странах СНГ и в мире.

Если отбросить специфические способы добычи нефти и газа, связанные с бурением глубоких скважин, в том числе и на море, то основными способами добычи твердых полезных ископаемых являются открытый и подземный способ.

Раскрыть сущность открытого и подземного способа

Хотя подземные работы менее эффективны, чем открытые, сохранение на достаточно высоком уровне объемов подземной добычи предопределяется условиями залегания месторождений / 1 стр. 6 /. Это особенно характерно для Криворожского железорудного бассейна, на примере которого и будет рассмотрено в настоящем курсе строительство горных объектов.

 

Виды горных объектов.

Эксплуатация месторождений угля и железной руды в Украине осуществляют производственные горные предприятия. К таким предприятиям относятся шахты, карьеры и рудники. Каждое предприятие наделяется определенным участком месторождения, предназначенного к разработке. / 1 стр. 28 /.

Карьером называют горное предприятие, осуществляющее добычу полезного ископаемого открытым способом. /1 стр. 29/.

В настоящее время предприятия, добывающие и обогащающие полезные ископаемые, добываемые открытым способом, называют горно-обогатительными предприятиями. Например в Кривбассе это самостоятельные предприятия ЮГОК, ИнГОК, предприятия входящие в единый комплекс СевГОК и ЦГОК, а также НКГОК, входящий в систему предприятий АрсеролМитал Кривой Рог, которые добывают железную руду, обогащают и выплавляют сталь..

Шахтой называют горное предприятие, которое осуществляет добычу полезного ископаемого подземным способом. Шахта состоит из зданий и сооружений на поверхности и системы подземных горных выработок. / 1 стр. 28 /

Рудником называют горное предприятие, состоящее из нескольких близко расположенных шахт, объединенных общим комплексом сооружений на поверхности / 1 стр. 29 /.

Основными характеристиками, определяющими тип шахты, является производственная мощность и срок службы шахты. /1 стр. 28 /

Производственной мощностью шахты (А) называется количество полезного ископаемого в тоннах, добываемого в год /1 стр. 28 /.

Срок службы шахты ( Т ) равен периоду в течение которого отрабатывается промышленные запасы в пределах шахтного поля / 1 стр. 28 /.

К горным объектам относятся горные выработки, поверхностные сооружения на территории шахт, а также все объекты, которые располагаются ниже поверхности земли (метрополитен, подземные нефте и газохранилища, подземные переходы, склады и т.д.).

Горные выработки - это полости в земной коре, которые образовываются результате выемки полезного ископаемого в самом месторождении или пород в окружающих месторождение породах.

Горные выработки бывают открытые и подземные./ 1 стр. 20 /

Открытыми называют выработки, которые примыкают к поверхности земли и поэтому имеют незамкнутый контур поперечного сечения./ 1 стр. 20 /

Выработки, расположенные на некоторой глубине от поверхности, называют подземными. / 1 стр. 20 /.

По своему пространственному положению горные выработки подразделяют на горизонтальные, вертикальные и наклонные. / 1 стр. 20 /

В зависимости от расположения выработки по отношению к залежи полезного ископаемого различают горные выработки, проводимые по породам, по полезному ископаемому, частично по полезному ископаемому и породам. / 1 стр. 20 /

По горным выработкам циркулирует воздушная струя, в них размещают различное оборудование, а также прокладывают трубопроводы (водоотливные, гидротранспортные, сжатого воздуха) и электрические кабеля. / 1 стр. 20 /

Горные выработки проходят по простиранию плата или залежи полезного ископаемого, по восстанию, по падению и вкрест простирания или под некоторым углом к простиранию. / 1 стр. 20 /

По назначению различают:

разведочные горные выработки - проводимые с целью поисков или детальной разведки месторождения полезного ископаемого,

эксплуатационные горные выработки - необходимые при разработке разведанного месторождения. / 1 стр. 20 /

Следует отметить, что как отдельный вид выделяют временные горные выработки, т.е. такие горные выработки, которые необходимы только для сооружения эксплуатационных горных выработок.

В свою очередь эксплуатационные горные выработки по назначению делят на:

капитальные, обслуживающие подземное хозяйство шахты в течение всего срока разработки шахтного поля или его крупной части (этажа, панели),

подготовительные, в результате проведения которых месторождение или его часть подготавливается к добыче полезного ископаемого,

нарезные, проводимые по пласту или залежи полезного ископаемого и соединяющие транспортные и вентиляционные подготовительные выработки с очистными,

очистные, которые служат для непосредственной добычи полезного ископаемого /1 стр. 21 /

В подземных горных выработках различают следующие элементы:

Почва - поверхность горных пород, ограничивающая горную выработку снизу,

Бока- поверхности горных пород, ограничивающие выработку с боков,

Кровля - поверхность, ограничивающая выработку сверху.

Забой - поверхность, ограничивающая горную выработку и перемещающаяся в результате ведения горных работ.

Устье - начало горной выработки или место ее выхода на земную поверхность или место примыкания выработки к другой выработке.

В открытых горных выработках различают почву, борта и забой. /1 стр. 21 /

К вертикальным горным выработкам относятся: / 1 стр. 21-23 /

Шурф - вертикальная, реже наклонная горная выработка обычно прямоугольного сечения, которая имеет непосредственный выход на земную поверхность и служит для геологоразведочных или эксплуатационных работ. Шурфы имеют сравнительно небольшой срок службы. Глубина шурфов, как правило, не превышают 50-90 м.

Шахтным стволом называют вертикальную (или наклонную) горную выработку, которая имеет непосредственный выход на поверхность и предназначена для обслуживания подземных эксплуатационных или геологоразведочных работ. В последнем случае такую выработку называют стволом разведочной шахты.

Шахтный ствол, является капитальной горной выработкой со сроком службы, равным, как правило, сроку службы шахты.

Если на шахте находятся в действии два стола, то один ствол называют главным (по нему выдают на поверхность полезное ископаемое), а второй - вспомогательным. Вспомогательный ствол служит для выдачи из шахты породы, спуска материалов и оборудования, По этому стволу также производят спуск и подъем людей. На крупных шахтах число стволов может достигать шести-восьми. При этом отдельные стволы выполняют узкоспециализированные функции, в соответствии с чес их называют вентиляционными, водоотливными, закладочными и т.д.

Шахтные стволы в зависимости от вида подъемной установки, которой он оборудован, называют скиповым, клетевым, скипо-клетевым.

Слепой шахтный ствол, в отличие от шахтного ствола, не имеет выхода на поверхность.

Гезенком называют вертикальную горную выработку, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и служит для связи между рабочими горизонтами. В большинстве случаев полезное ископаемое спускается по гезенку самотеком, иногда с помощью винтовых спусков. Глубина гезенков может превышать 100м.

Восстающим называется вертикальная (или наклонная) горная выработка,которая не имеет выхода на поверхность, проводится по восстанию и служит для целей разведки или эксплуатации.

Горизонтальные горные выработки. / 1 стр. 23 /

Почти все горизонтальные выработки имеют незначительный уклон для облегчения стока рудничных вод и облегчения откатки груженых составов с полезным ископаемым.

К горизонтальным выработкам относятся /1 стр. 23-26 /

Тоннель - горизонтальная гонная выработка (реже наклонная), которая имеет два выхода на поверхность (с обеих сторон).

Штольня - горизонтальная горная выработка, которая имеет непосредственный выход на поверхность и служит для разведки или эксплуатации месторождения. Различают откаточные, вентиляционные и водоотливные штольни. Штольни проводят по простиранию и вкрест простирания месторождения Штольни можно применять только при гористом или холмистом рельефе местности. Обычно штольня является главной капитальной выработкой, имеющей значительный срок службы.

Квершлаг - протяженная горная выработка, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и проводится под углом к простиранию местрождения, чаще всего вкрест простирания.

Штрек — протяженная горизонтальная горная выработка, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и проводится полностью или частично (т.е. с подрывкой боковых пород) по пласту полезного ископаемого в направлении его простирания при пологом, наклоном и крутом падении и в любом направлении при горизонтальном залегании.

Штреки, которые проводятся по породам - называют полевыми.

В зависимости от основного назначения штреки подразделяют на откаточные и вентиляционные.

В откаточных штреках, как правило, применяют локомотивный транспорт, Если транспортирование полезного ископаемого осуществляется конвейерами, то штрек называют конвейерным.

Вентиляционные штреки служат для отвода отработанной струи воздуха и для вспомогательных целей.

Длина штреков может достигать нескольких километров.

Орт - горизонтальная горная выработка которая не имеет непосредственного выхода на поверхность. Орты проводят вкрест простирания мощного пласта или залежи между ее висячими и лежачими боками.

Наклонные горные выработки / 1 стр. 26 /

Наклонный ствол - наклонная выработка, которая имеет выход на поверхность и служит для тех же целей, что и вертикальный ствол.

Бремсбергом называется наклонная выработка, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и проводится обычно по пласту полезного ископаемого. Бремсберги служат для спуска добытого полезного ископаемого с вышележащего горизонта на нижележащий. Бремсберги применяют только при наклонном и пологом падении залежей.

Уклоном называют наклонную выработку, не имеющую непосредственного.выхода на поверхность и проводимую обычно по плату полезного ископаемого. Уклоны служат для подъема полезного ископаемого с нижележащего горизонта на вышележащий.

Скатом называют наклонную выработку, проводимую обычно по полезному ископаемому и не имеющую непосредственного выхода на поверхность. Скаты служат для спуска полезного ископаемого и других грузов с вышележащего горизонта на нижележащий под действием собственного веса.

Среди горизонтальных горных выработок также выделяют камеры. / 1 стр. 27 /

Камеры - выработки, которые имеют небольшую длину по сравнению с размерами поперечного сечения. Различают камеры, проводимые по полезному ископаемому с целью его извлечения, и камеры, которые служат для размещения в них машин, механизмов и оборудования.

Совокупность подземных выработок, расположенных около стволов и предназначенных для обслуживания подземного хозяйства шахты, называют околоствольным двором.

Выработки небольшого поперечного сечения / 1 стр. 27 /

Шпур - это цилиндрическое углубление, которое выбуривается в толще пород или полезного ископаемого для размещения в нем заряда взрывчатых веществ или для других целей, связанных с разведкой и разработкой месторождения. Диаметр шпуров обычно 30-40 мм, иногда до 75 мм. Длина обычно 1,5 - 2,5 м, иногда до 5 м.

Скважина - это выработка, которая отличается от шпура увеличенным диаметром (100-150 мм и более) и глубиной. Глубина скважин колеблется от 10 м до нескольких

тысяч метров.