Практична робота 9 техніко-економічні показники витягу руди при видобутку

Витрати часу– 2 години аудиторних занять

Цілі практичного заняття:

 свідомо використовувати теоретичні знання, що отримані під час лекцій, з показників втрат та збідніння руди для системи розробки горизонтальними шарами із закладенням виробленого простору;

 розвивати здібності аналізу показників втрат та збідніння руди;

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

Методика проведення роботи. Протягом чверти уроку студенти вивчають гірничо-геологічні умови рудного покладу; знайомляться з методикою визначення балансових запасів; визначають об’єми виробок по руді; визначають об’єм видобутку руді і коефіцієнт збідніння руди. При цьому використову­ються методичні вказівки для практичних занять, а також лекційні матеріали, підручники та конспекти.

Протягом другої половини уроку під керівництвом виклада­ча перевіряються результати розрахунків, а також засвоєння матеріалу, уточнюються неясні поняття й терміни.

Основні теоретичні положення. Втратами руди при видобутку розуміють частину балансових запасів, що не видобуті з надр при розробці або залишенні в місцях складування, навантаження і транспортування.

Під втратами якості (збідніння) розуміють зниження вмісту корисного компоненту у видобутій руді (рудній масі) у порівнянні з вмістом його в балансових запасах.

У відповідності до Єдиної класифікації втрат твердих корисних копалин приймаються наступні основні показники.

1. Показники витягу по металу

(9.1)

де n – маса руди, що втрачена з балансових запасів, т; Б – балансові запаси руди, т; с – вміст металу в погашених балансових запасах, % або г/т; сп – вміст металу у втрачений руди, % або г/т.

При с = с_п

(9.2)

Коефіцієнт збідніння руди

(9.3)

62

Практичне заняття 3 синоніміка вугільних пластів і вапняків вугільних басейнів

Витрати часу– 2 години аудиторних занять

Цілі практичного заняття:

 свідомо використовувати теоретичні знання, що отримані під час лекцій, з основ геології родовищ корисних копалин України;

 розвивати здібності аналізу умов і елементів залягання вугільних пластів;

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

Методика проведення роботи. Протягом першої години студенти вивчають свити вугільних пластів вугільних бісейнів України: Донецького, Дніпровського і Львівсько-Волинського. При цьому використову­ються плакати, стенди. Протягом цієї години під керівництвом виклада­ча перевіряється засвоєння матеріалу, уточнюються неясні поняття й терміни.

На другій годині заняття студенти зображають зведені літологостратиграфічні колонки вугільних басейнів. Потім оформлюють звіт по роботі.

Основні теоретичні положення. Успішне рішення багатьох практичних і теоретичних проблем вугільної геології можливе тільки на основі стратиграфічного розчленовування вугленосної товщі. Перші спроби стратиграфічного розчленовування донецьких осадових товщ і складання геологічної карти східної частини басейну належить гірничому інженеру Є.П.Ковалевському (1827...1837 рр). Його робота “Геогностичний огляд Донецького кряжа” була опублікована в Гірничому журналі в 1827 р. Є.П.Ковалевський уперше ввів назву “Донецький кряж” і поклав початок систематичному вивченню стратиграфії басейну, який розчленував мезозойські і палеозойські опади, виділив пермські і вугленосні відкладення; їм уперше відзначена характерна для басейна повторюваність осадових шарів.

Трохи пізніше (1833...1843 рр.) питаннями стратиграфії і літології донецьких вугленосних відкладень займався А.І.Олівьєрі, О.Б.Іваницький, Б.К.Бледе, Д.І.Соколов і ін.

У 1837...1839 рр. геологічні роботи в басейні проводив французький геолог Ле Плє, а в 1841 і 1849 рр. – англійський геолог Мурчисон. Ле Пле охопив дослідженнями весь басейн; він зіставив відкладення басейну з карбоновими вугленосними відкладеннями Бельгії, Вестфалії й Англії, але стратиграфії їх не деталізував, вважаючи вугленосні відкладення не стійкими і не мають постійних горизонтів для розчленовування.

В другій половині 19 ст. геологічні дослідження в басейні розширюються, здобуваючи планомірний характер. Дослідженнями в східній час-

23

тині басейну керував акад. Гельмерсен, у західній – брати Носови. У результаті цього в 1864...1870 рр. були складені карти з виходом вугільних пластів західної і східної частин басейну в масштабі 1:126000, а на підставі цих карт у 1872 р. – геологічна карта всього басейну в масштабі в 1 дюймі 10 верст.

Велике значення мали роботи А.В.Гурова (1882 р.), який розчленував відкладення карбону на два відділи, а верхній відділ – на два яруси, причому в нижньому він уперше виділив чотири світи вугільних пластів.

З 1892 р. Геологічним комітетом, що керував у той час вивченням території Росії, була організована і проводилася детальна геологічна зйомка всього Донецького басейну в масштабі 1:42000 (у дюймі 1 верста). Ця робота спочатку виконувалася під керівництвом акад. Ф.Н.Чернишова, а з 1898 р. – геолога Л.І.Лутугіна. Геологічне картировання виконали відомі геологи О.О.Гапєєв, П.І.Степанов, Б.Ф.Мефферт, М.М.Яковлев, Б.К.Ліхарев, С.В.Кумпан, М.М.Слав’янов, В.І.Соколов, В.І.Яворський, М.О.Родигін.

Геологічна зйомка балу завершена в 1926 р. створенням геологопромислової карти всього Донецького басейну в масштабі 1:42000; у 1920 р. була складена зведена (оглядова) геологічна карта в масштабі 1:420000.

З 1929 р. у Донбасі проводиться нова детальна геологічна зйомка, якою у даний час покрита вся оголена частина басейну. Основоположником цих робіт був В.О.Ласточкін. Ця зйомка з'явилася логічним продовженням лутугінської зйомки, тому що вона проводилася за тою ж методикою, але на більш великомасштабній основі і більш точно – інструментальна. Одночасно проводилися роботи по зйомці окраїнних площ основних районів. У підсумку проведених геологічних зйомок різного масштабу в 1936 р. була складена загальна геологічна карта басейну, яка потім уточнювалася по мірі одержання нових даних.

У 1927...29 рр. Геологічним комітетом зроблене детальне гідрогеологічне вивчення Донбасу з використанням геологічної карти масштабу 1:42000. Ці роботи дозволили дати конкретну кількісну оцінку водоносних горизонтів донецького карбону і мезозойських порід, а також вирішити ряд важливих питань, що пов'язані з водозабезпеченням шахтних селищ.

Особливості циклічної будови вугленосної товщі донецького карбону висвітлені у наукових працях Л.І.Лутугіна і його учнів. Потім вивчення літологічного складу відкладень виконувалося Центральним науково-дослідним геологорозвідувальним інститутом (П.Ф.Лі, П.В.Кумпан і ін.), Академією наук СРСР разом з геологами розвідницьких трестів і інших геологічних організацій.

У результаті палеонтологічних досліджень розроблені стратиграфічні схеми кам'яновугільних відкладень і опубліковано ряд монографічних зведень з цих питань (Б.І.Чернишов, Б.К.Ліхарев, Г.Н.Фредерикс, А.П.Ротай, В.Д.Фомичев і багато інших).

Особливості геологічної будови басейну приведені в наукових працях, що присвячені питанням геотектонічного районування СРСР і Європи

24

6. Річна продуктивність рудника з формули (1.2)

т.

Приймаємо А = 200000 т/рік.

Задачі. Визначити річну продуктивність рудника для умов, приведених у табл.8.5.

Варі-ант	Довжина по простяганню L, м	Середня потужність m, м	Кут падіння , град	Щільні-сть руди , т/м3	Коефіцієнт витягу kв.р	Коефіцієнт збідніння р	Кількість поверхів n
1	900	30	78	3,1	0,95	0,15	1
2	910	24	83	2,5	0,9	0,1	2
3	975	14	67	2,8	0,8	0,1	2
4	950	4	77	3,2	0,8	0,1	1
5	970	25	84	2,5	0,95	0,15	1
6	810	23	82	2,5	0,85	0,15	2
7	870	24	83	2,6	0,85	0,1	2
8	850	20	79	3,2	0,85	0,1	2
9	1150	8	73	2,8	0,8	0,1	2
10	1200	9	72	2,7	0,9	0,15	1
11	1100	7	74	2,9	0,9	0,15	1
12	815	18	63	3,2	0,85	0,1	2
13	1050	6	75	3,0	0,8	0,1	2
14	930	22	81	2,8	0,85	0,1	2
15	875	16	65	3,0	0,85	0,1	2
16	1025	13	68	2,7	0,9	0,15	1
17	1125	11	70	2,5	0,9	0,15	1
18	1000	5	76	3,1	0,9	0,15	1
19	815	17	70	3,6	0,9	0,1	2
20	830	23	82	2,7	0,95	0,15	1

Питання для самоперевірки

Які мінеральні утворення називаються рудою і порожньою породою?

Розкрийте зміст відносності розподілу мінеральних речовин на руду і порожню породу.

Що таке проммінімум?

Яке підприємство називається рудником?

Яка руда називається рядовою й товарною?

Що називається рудною й гірською масою?

Чим відрізняється валова виїмка від селективної^?

Охарактеризуйте елементи залягання рудних тіл.

Розподіл руд на категорії по цінності. Вплив цінності руд на способи її розробки.

Розподіл руд і гірських порід на категорії по міцності.

Розподіл руд і гірських порід на категорії по стійкості.

Розподіл руд на категорії по масі.

Розподіл металевих руд на категорії по хімічному складі основних корисних компонентів.

61

Таблиця 8.3 – Коефіцієнт, що враховує потужність рудного тіла

Потужність рудного тіла	< 5	5 – 15	15 – 25	> 25
k1	1,25	1,0	0,8	0,6

4. Визначити поправочний коефіцієнт, що враховує кут падіння рудного тіла (k₂), з табл.8.4.

Таблиця 8.4 – Коефіцієнт, що враховує кут падіння рудного тіла

Кут падіння рудного тіла, град	90	60	45	30
k2	1,2	1,0	0,9	0,8

Поправочний коефіцієнт, що враховує кут падіння рудного тіла (k₂), можна визначити з формули:

k2 = 1,2 – [(90-) 0,00667],

(8.3)

де  - кут падіння рудного тіла, град.

5. Визначимо розрахункове річне пониження очисної виїмки з формули

v = k1 k2 vo, м/рік.

(8.4)

6. Визначимо площу рудного покладу з формули

S = m  L, м2,

(8.5)

де m–потужність рудного тіла, м;

L– довжина шахтного поля по простяганню, м.

7. Визначимо річну продуктивність рудника з формули 8.2.

Приклад. Визначити річну продуктивність рудника по річному зниженню очисної виїмки на жильному родовищі з довжиною по простяганню = 600 м, потужністю від 1 до 5 м (середня м = 2 м), кутом падіння  = 70⁰. Щільність руди  = 2,7 т/м³. Система розробки з магазинуванням руди; середній коефіцієнт витягу рудних запасів до = 0,9; коефіцієнт збідніння р = 0,1.

Очисні роботи проектуються одночасно на двох поверхах.

Рішення.

1. За даними табл. 1.1 родовище відноситься до невеликого.

2. Середнє річне зниження очисної виїмки v_o = 45 м і K₁ = 1,25.

3. Поправочний коефіцієнт K₂ на кут падіння визначають інтерполяцією

4. Розрахункове річне зниження очисної виїмки з формули (8.3)

м.

5. Площа рудного покладу м².

60

(М.М.Тетяєв, Д.В.Наливкін, О.Д.Мазарович і ін.).

Вивченню якості донецького вугілля і закономірностей його змін на площі басейну приділялася завжди велика увага. Закономірна зональність у поширенні вугілля різної якості відзначається ще в наукових працях Л.І.Лутугіна., П.І.Степанова, Є.О.Погребицького.

При розвитку потужних вугленосних товщ, накопичення яких відбувається дуже швидко, еволюція органічного світу від шару до шару не встигає проявитися досить чітко і зміна одних форм іншими обумовлюється в більшій мірі змінами умов на - копичення, ніж розвитком фауни в часі. Правильні шляхи до розв’язання цієї задачі були знайдені Л. І. Лутугіним.

Лутугінська методика в основі своєї була літологічною. Л. І. Лутугін і його послідовники помітили ряд закономірних особливостей ходу нагромадження опадів кам'яновугільної товщі і відбили їх у запропонованій схемі розчленування карбону, широко відомої за назвою схеми Геологічного комітету (табл. 3.1).

Таблиця 3.1 – Схема розчленування кам’яновугільних відкладень Донбасу на свити. Сучасне біостратиграфічне розчленування

Граничні вапняки	Індекси й назви свит, наявність вугільних пластів	Відділ
Р1	C33  Араукаритова	Верхній карбон
Q1	C32  Авіловська (на Заході є робочі пласти, на Сході – ні)
N1	C31  Ісаєвська (на Заході 2 пласти: n1; n11)
M1	C27  Горлівська (на Заході 6-12; Сході –18-21 пластів)	Середній карбон
L1	C26  Алмазна (на Заході 10-11; Сході 1-3 пласти)
K1	C25  Каменська (47 пластів до Заходу 20-25)
I1	C24  Білокалитвенська (на Заході майже ні; Сході - 2 пласти
H1	C23  Смолянинівська, Максимівська (до 17 робочих пластів
G1	C22 Кальміуська, Моспинська (10-14 пластів; із них 4 робочих)
F1	C21  Мандрикінська (до 10 пластів із них 2-3 робочих)
E1	C15  (на Півдні до 13 прошарків вугілля, 2 – місцями робочої потужності)	Нижній карбон
D1	C14  Безвугільна
C1	C13  Самарська (зближених пластів 60-70; робочих – 26)
B1	C12  (до 12 прошарків вугілля, робочих 2)
A	C11  Безвугільна

Лутугінська схема розчленування донецького карбону була розроблена наприкінці 19 століття. Незважаючи на багаторазові критичні висловлювання, вона витримала іспит часом і нині є загальноприйнятою; деякі зміни до неї були внесені в 1937 р. до XVII Міжнародного геологічного конгресу 1958 р. Шари вапняків розчленовують вугленосну товщу на дробові стратиграфічні, зберігають при цьому характерний для кожного з них комплекс ор-

25

ганічних залишків і літологічні особливості, що відбивають специфіку накопичення залишків кожного горизонту.

Вивчення стратиграфії Донецького басейну продовжується вже більш 100 років, однак дотепер залишається ще чимало невирішених питань. Різні автори створили стратиграфічні схеми, що іноді істотно відрізняються одна від одної вмістом обсягу і меж ярусів, підярусів і зон. Залишається не вирішеним питання про положення межі між нижнім і середнім карбоном, середнім і верхнім карбоном; діаметрально протилежні погляди існують з питання про обсяг і доцільність виділення намюрського ярусу. Суперечність положення багатьох біостратиграфічних меж підвищує значення схеми Геологічного комітету, на базі якої можуть розвиватися сучасні детальні біостратиграфічні й інші роботи.

У Дніпровському басейні палеогенові і неогенові відкладення, розвиті головним чином у знижених ділянках кристалічної основи. У товщі їх виділяється чотири вугленосних горизонти: бучакський, харківський, полтавський і сарматський. До першого горизонту присвячена основна промислова вугленосність басейну, інші горизонти представлені малопотужними пластами вугілля, лише в окремих випадках робочої потужності (рис. 3.1). При невеликій потужності відкладень бучацького ярусу, яка не перевищує 40-45 м (часто 10-15 м), і значній потужності буро-вугільних покладів (середньозважена по районах 2,1-4,8 м) коефіцієнт промислової вугленосності цього горизонту досить високий і для окремих родовищ складає 10-30%.

Серед бучацьких відкладень за літологічними ознаками виділяється три товщі: підвугільна, вугільна і надвугільна.

Підвугільна товща за звичай представлена середньо - й грубозернистими сірими пісками, що догори переходять у дрібнозернисті темно-бурі вуглисті; серед пісків зустрічаються лінзи глин, піщаників і вторинних каолінів. У підошві пласта вугілля Синельніковського і Першозвановського родовищ, розташованих у східній частині басейну, на лівому березі Дніпра, переважають вторинні каоліни й вуглисті глини, а в місцях підняття кристалічних порід -первинні каоліни. У підошві пласта вугілля, як і в самому пласті, часто зустрічаються кореневі трубочки. На Байдайковському вугільному розрізі в підошві нижньої пачки вугілля у вигляді окремого шару спостерігається велика кількість обвуглілих стовбурів дерев, орієнтованих у різних напрямках, і пнів (діаметр 0,2-0,7 м), що свідчить про автохтонне утворення вугілля. Максимальна потужність підвугільного горизонту 25 м, переважно 6-8 м.

Вугільна товща являє собою шароподібні поклади бурого вугілля, звичайно, складної будови і конфігурації. Вугільні пласти, що розчленовуються, прошарки виражені пісками чи глинами, часто вуглистими. Максимальна потужність горизонту сягає 25 м, переважно 3-6 м. Гіпсометрія підошви пласта має хвилястий характер і звичайно залежить від рельєфу поверхні кристалічної основи.

26

(8.2)

де v – середнє пониження очисної виїмки по всій площі рудного поля, м/рік;

S– середня рудна площа, м²;

 - середня щільність руди, т/м³.

Середнє річне пониження очисної виїмки зменшується зі збільшенням розмірів шахтного поля і потужності рудного тіла і збільшується зі збільшенням кута падіння і числа одночасно розробляємих поверхів.

Алгоритм рішення задачи

Вихідні дані: довжина рудного тіла по простяганню L, м;середня потужністьm, м; кут падіння , град; щільність руди , т/м³;середній коефіцієнт витягу рудиk_в.р;коефіцієнт збідніння руди р; число поверхів n.

Область використання:

- жильні родовища – переважно;

- кут нахилу – більше 30⁰.

1. Визначити клас шахтного поля з табл. 8.1.

Таблиця81.1 – Класифікація шахтних полів

Клас шахтних полів	Довжина шахтного поля (м) при потужності рудного тіла		Площа рудного тіла (тис.м2) при потужності його 15 м і більше*
	< 15 м	15 м і більше
Невеликі	< 500 – 600	< 300	< 5
Середні	600 – 1000	300 – 600	5 – 12
Великі	1000 – 1500	600 – 1000	12 – 25
Дуже великі	> 1500	> 1000	> 25

*Для орієнтування, у розрахунках не використовувати.

2. Визначити середнє річне пониження очисної виїмки з табл. 8.2.

Таблиця 8.2 – Середнє річне пониження очисної виїмки (v_o), м

Клас шахтного поля	Число поверхів	vo, м
Дуже великі	1	15
	2	20
Великі	1	22
	2	25
Середні	1	25
	2	30
Невеликі	1	30
	2	45
	декілька	60

3. Прийняти поправочний коефіцієнт, що враховує потужність рудного тіла (k₁), з табл.8.3.

59