Подземная добыча полезных ископаемых

Способы добычи ископаемых и их сравнительная эффективность

Производство конечной продукции в промышленности представляет сложный процесс, который обусловлен видом сырья, условиями его переработки и другими обстоятельствами. В различных отраслях индустрии он имеет свою специфику. Однако независимо от этого его можно представить в общем плане в виде следующей схемы.

Следовательно, полезные ископаемые составляют первичную, базисную основу промышленного производства. Чтобы получить конечную продукцию необходимо природные ресурсы извлечь из недр на поверхность. Этот первичный этап промышленного производства называется добычей. Добыча полезных ископаемых проводится открытым и подземным способами. В первом случае ресурсы изымаются из недр после удаления пород, которые покрывают их. В этом случае ископаемые извлекаются как бы с поверхности земли. При подземной добыче ископаемые извлекаются на поверхность из под покрывающих пород через специальные горные выработки, пройденные в горных породах. Выбор способа добычи зависит от вида природных ресурсов, горно-геологических условий их залегания и других обстоятельств. Наиболее прогрессивный способ добычи – открытая разработка полезных ископаемых. Это объясняется рядом преимуществ по сравнению с подземной добычей. В открытых разработках рабочее пространство не ограничено, как в шахтах. В результате создаются благоприятные условия для применения мощных, высокопроизводительных машин. Производственный процесс высокомеханизированный и выполняется почти без ручных работ. Как следствие производительность труда в 3-6 раз большая, чем в шахтах. Высокий уровень механизации снижает трудоемкость производства и обеспечивает более легкие, безопасные, гигиенические условия труда горняков. Благодаря широкому развитию фронта работ необходим меньший период на строительство открытых разработок, быстрее осваиваются проектные мощности. В результате капитальные вложения при строительстве карьера в 1,5-2,5 раза меньше, чем при шахтных разработках.

Все приведенные обстоятельства объясняют высокую эффектив­ность открытых разработок. Поэтому преимущественное развитие данного способа добычи определяет прогрессивные тенденции в промышленности. Широкое развитие открытых разработок сдерживается рядом обстоятельств. Во-первых, больше зависимость разработок от природных условий (климатических, горно-геологических и др.). Достаточно отметить, что добыча ископаемых этим способом при современном уровне развития научно-технического прогресса ограничена глубинами до 500 м. Во-вторых, значительное влияние на окружающую среду, которое может быть настоль­ко негативным, что делает экологический фактор основным в определении способов добычи сырья. Однако современный уровень развития научно-технического прогресса позволяет уменьшить влияние этих обстоятельств на разработку ресурсов открытым способом.

Открытая разработка природных ресурсов

Открытым способом добывают все сырье для производства строительных материалов, большую часть железных, хромовых, медных руд, значительную долю марганца, сланцев, угля и дру­гих ископаемых.

Применение открытых разработок экономически целесообразно при условии, что себестоимость единицы добываемого сырья меньше или равна себестоимости его извлечения подземным способом. Открытые разработки используются при относительно неглубоком залегании от земной поверхности ресурсов. Так, в Кривом Роге (Украина) железные руды добываются с глубин до 250 м. Выбор способа зависит также от мощности пластов. Маломощные пласты не эффективно разрабатывать даже при относительно неглубоком залегании, так как необходимо перемещать значительные объемы пустой породы на единицу сырья. Поэтому только часть всех запасов природных ресурсов пригодна для открытых разработок. Все телефоны гостиницы снежный барс домбай можно найти на сайте snow-bars-dombay.ru. Набрав менеджерам, вы сможете забронировать любой понравившийся тип номера и отправится всей семьей на отдых.

Производственный процесс открытой добычи значительно проще, чем при подземных разработках ресурсов. Он состоит из подготовительных, вскрышных и очистных работ. Подготовительные работы проводятся с целью удаления с полей разработок природных и искусственных преград, которые сдерживают производство. Обычно природными преградами являются леса, реки, болота, озера и др. Для проведения открытых горных работ вырубают леса, осушают болота, создают специальные скважины или горные выработки для понижения уровня грунтовых вод. В целях охраны разработок от атмосферных осадков прокладывают канавы, по которым воды отводятся за пределы разработок. Искусственными преградами могут быть различные строения (дороги, поселения и др.). При необходимости они переносятся за границы месторождений. В подготовительный период прокладывают подъездные пути, различные инженерные коммуникации.

Когда на месторождении выполнены названные работы, приступают к вскрышным, то есть удалению пустой породы, покрывающей руду. В результате открывается непосредственно доступ к природным ресурсам. Удаление породы проводят послойно (рис. 2). В процессе разработки каждый слой приобретает форму уступа, ступени. Торцевая часть его называется забоем. На площадках уступа размещают горное оборудование, транспортные средства, а сам уступ называют вскрышным. Способ удаления вскрышных пород зависит от их физических свойств. Рыхлые и мягкие породы удаляют механическим способом с использованием экскаваторов, бульдозеров. Твердые, скальные породы первоначально разрушают взрывом, а затем перемещают механическими средствами. Вынутую породу перевозят в отвалы – специально отведенные площадки, которые могут быть расположены как в выработанном пространстве (внутренние отвалы), так и за его пределами (внешние отвалы). Перемещение пустой породы в отвалы называется отвальными ра­ботами.

Очистные работы включают операции по изъятию полезных ископаемых из недр, и свое название получили от сущности назначения. Они проводятся, когда обнажены природные ресурсы. Добыча проводится, как и при удалении вскрышных пород – послойно. Образованные уступы называются очистными.

Основным механическим средством при проведении вскрышных и очистных работ является экскаватор – самоходная землеройная машина, которая выполняет выемку породы и ее перемещение в ковше. Экскаваторы бывают одноковшовыми и многоковшовыми.* Применяются также драглайны – канатно-ковшовые экскаваторы. Они отличаются от одноковшовых экскаваторов тем, что ковш со стрелой соединен тросом. Драглайны бывают шагающими и на гусеничном ходу. Кроме экскаваторов, на открытых разработках применяются скреперы, бульдозеры, буровзрывная техника и другие машины, которые имеют вспомогательное назначение.

Предприятия, которые представляют совокупность горных выработок, оборудование для добычи ископаемых открытым способом называются карьерами, а в угольной промышленности – разрезами.

Для оценки эффективности открытой добычи используется показатель коэффициент вскрыши, который представляет отношение объема пустой породы к количеству добытого полезного ископаемого. Этот показатель показывает количество перемещаемой пустой породы на единицу добытого сырья.

Многоковшовые экскаваторы бывают цепными (ковши расположены на цепи) и роторными (ковши размещены на вращающемся колесе – роторе).

Коэффициент вскрыши при добыче нерудных материалов составляет около 1 м³ пустой породы на одну тонну сырья (1 м³ /т), угля – до 15 м³ /т. С развитием добычи сырья разрабатывается все больше месторождений с худшими горно-геологическими условиями, а это обусловливает увеличение коэффициента вскрыши. Так, в 60-е годы на угольных разрезах Кузбасса этот показатель составлял 4 м³ /т, а в 90-е – более 7 м³ /т. Такой динамике показателя благоприятствует эксплуатация все более мощной техники, которая позволяет с меньшими затратами изымать руду из недр.

Открытая добыча значительно влияет на окружающую среду. Во-первых, это влияние обусловлено изъятием из хозяйственной деятельности значительных земельных угодий под карьеры, отвалы, которые в современных условиях на каждом предприятии занимают площади в несколько квадратных километров. Достаточно отметить, что размеры одного из крупнейших угольных разрезов «Богатырь» (Казахстан) составляют около 10 км². В крупнейших горнорудных районах под карьерами и отвалами заняты десятки тысяч гектаров. При этом можно отметить, что под них отводятся весьма продуктивные почвы. Так, на Курской магнитной аномалии для разработок железных руд отведено около 15 тыс. га, в том числе 9 тыс. га пашни, а здесь самые продуктивные в мире почвы – черноземы, что еще более увеличивает негативное экологическое воздействие на среду.

Строительство карьеров глубиной сотни метров обусловливает понижение уровня грунтовых вод. А это отрицательно проявляется на водообеспечении хозяйства, а также продуктивности почвы.

Значительное влияние на окружающую среду оказывают отвалы от вскрышных пород. Кроме изъятия земель из хозяйственной деятельности, отвалы загрязняют воздух, воду, почву элементами отвальных пород. Глубина этого процесса зависит как от масштабов, так и химического состава отвалов. Так, соли попадают в компоненты природы, изменяют их химический состав, растительность окружающей среды, повышают заболеваемость населения. Уменьшить отрицательное влияние позволяет рекультивация земель, использование всех пород отвалов в хозяйственных целях. Из отвалов возможно получать различные строительные материалы, минеральные удобрения, глинозем и др. При этом себестоимость продукции значительно меньше, чем из специально добытого сырья.

Подземная разработка

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое “Подземная разработка” в других словарях:

ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА — твердых полезных ископаемых включает вскрытие месторождения, подготовку его к эксплуатации и ведение добычных работ шахтным или скважинным способом … Большой Энциклопедический словарь

подземная разработка — Способ добычи полезных ископаемых, при котором вскрытие, подготовка месторождений и выемка полезных ископаемых осуществляются под землей. [ГОСТ 17.5.1.01 83] Тематики рекультивация земель … Справочник технического переводчика

подземная разработка — твёрдых полезных ископаемых, включает вскрытие месторождения, подготовку его к эксплуатации и ведение добычных работ шахтным или скважинным способом. * * * ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА твердых полезных иcкопаемых, включает вскрытие… … Энциклопедический словарь

Подземная разработка — 9. Подземная разработка Способ добычи полезных ископаемых, при котором вскрытие, подготовка месторождений и выемка полезных ископаемых осуществляются под землей Источник: ГОСТ 17.5.1.01 83: Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА — месторождений способ добычи полезных ископаемых посредством проведения системы подз. горных выработок. В 1980 х гг. П. р. в СССР охватывала 25% добычи руд, 50% хим. сырья, 60% угля. Осн. производств. единицы П. р. шахта, рудник. См. рис. Схема… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Подземная разработка месторождений — полезных ископаемых, шахтная разработка месторождений (a. underground mining; н. Untertagebergbau, unterirdischer Abbau von Lagerstatten, Bergbau unter Tage; ф. exploitation souterraine des gisements; и. explotacion subterranea de… … Геологическая энциклопедия

Разработка месторождений полезных ископаемых — (a. mining, exploitation; н. Abbau der Nutzmineralienvorkommen; ф. exploitation miniere; и. explotacion de yacimientos) комплекс взаимосвязанных процессов горн. произ ва по извлечению полезных ископаемых (или полезных компонентов) из недр … Геологическая энциклопедия

разработка подземная — Разработка горных пород путём проходки внутри горного массива [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики горное дело EN underground mining DE Abbau unter Tage FR excavation souterraineexploitation… … Справочник технического переводчика

Разработка месторождений полезных ископаемых — система организационно технических мероприятий по добыванию полезного ископаемого из недр Земли. Различают Р. м. п. и. открытым и подземным способами. Открытыми горными работами извлекают твёрдые полезные ископаемые (см. Открытая … Большая советская энциклопедия

РАЗРАБОТКА — РАЗРАБОТКА, и, жен. 1. см. разработать. 2. Способ добычи ископаемых, а также место такой добычи (спец.). Подземная р. Открытая р. | прил. разработочный, ая, ое (спец.). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ПОДЗЕМНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Наиболее широко подземное выщелачивание применяется при добыче урана. В первую очередь это относится к месторождениям гидрогенного генезиса, представленным бедными или убогими рудами, а также месторождениям, залегающим в сложных горно-геологических и гидрогеологических условиях.

Метод подземного выщелачивания (ПВ) начал разрабатываться с 1962 г. Подземное выщелачивание — геотехнологический способ добычи урана путем избирательного его растворения химическими реагентами из руд на месте их залегания и последующего извлечения из урансодержащих растворов.

На некоторых месторождениях построены предприятия и ведется добыча урана способом подземного выщелачивания. На ряде месторождений проведены опытно-промышленные работы по добыче урана этим способом. На отдельных предприятиях ПВ стало основным методом добычи урана. Несомненно, что число таких предприятий будет увеличиваться с увеличением добычи урана.

Основными преимуществами способа ПВ перед традиционными открытой и подземной разработкой являются:

1) вовлечение в разработку бедных, убогих и забалансовых руд, а также месторождений, характеризующихся сложными условиями залегания и имеющих крупные запасы урана по вполне приемлемой стоимости единицы конечной продукции, что значительно расширяет сырьевую базу;

2) снижение в 2—4 раза капитальных вложений на строительство предприятий и, следовательно, сокращение сроков строительства;

3) повышение в 2—4 раза производительности труда по конечной продукции и соответствующее сокращение численности работающих;

4) значительное улучшение условий труда на предприятиях, добывающих уран;

5) уменьшение отрицательного воздействия на окружающую среду, особенно на поверхность земли и воздушный бассейн.

Обзор способов подземного выщелачивания при добыче полезных ископаемых изложен в ряде публикаций.

Разработка месторождения способом подземного выщелачивания возможна при следующих основных условиях:

♦ подлежащий извлечению металл присутствует в рудах в форме минералов, легко разрушающихся слабыми водными растворами выщелачивающего реагента;

♦ входящие в состав руд породообразующие материалы имеют низкую кислотоемкость в условиях взаимодействия с технологическими растворами;

♦ руды либо обладают естественной проницаемостью, либо становятся растворопроницаемыми после искусственного раздробления;

♦ условия залегания руд и горно-техническая обстановка в районе месторождения могут быть рационально использованы для осуществления всех процессов геотехнологии.

Хорошая растворимость в подземных водах минералов, содержащих уран, отмечена еще В.И. Вернадским. Среди урановых минералов в месторождениях, отрабатываемых способом ПВ, следует отметить: оксиды урана — настуран и уранинит; силикаты урана — коффинит и ненадкевит. Главнейшим из них является настуран.

Все многообразие урановых месторождений классифицируется по технологическим группам, типам и подтипам, как это приведено в табл. 7.1.

При ПВ необходимо соблюдать баланс откачиваемых и закачиваемых растворов, т.е. суммарные расходы откачных и закачных скважин должны быть одинаковы ( ). При продуктивные растворы разубоживаются за счет привлечения пластовых вод из безрудной части месторождения.

При происходит утечка закачиваемого в пласт технологического раствора за пределы рудной залежи. Несоблюдение баланса, как следует из сказанного, недопустимо.

Система разработки месторождения (или его части) способом ПВ — совокупность вскрывающих, подготовительных выработок и определенный порядок их проведения и эксплуатации, увязанный во времени и пространстве с управляемым химико-технологическим процессом перевода металла из руды в раствор.

Системы ПВ различаются между собой по большому числу признаков, но важнейшими из них являются: принципиальные схемы вскрытия месторождений, способы подготовки рудных залежей к выщелачиванию (с естественной или искусственной проницаемостью), а также схемы движения растворов.

Схемы вскрытия ПВ можно подразделить на скважинные с поверхности, шахтные и комбинированные. Шахтные схемы вскрытия предусматривают проведение подземных горных выработок с поверхности (вертикальные и наклонные стволы, штольни). При комбинированных схемах вскрытия используются как подземные горные выработки, так и скважины, пробуренные с поверхности. Очевидно, что последние два вида схем вскрытия не вполне соответствуют определению геотехнологических способов и в дальнейшем не рассматриваются. Процесс подготовки месторождений к отработке способом ПВ через скважины, пробуренные с поверхности, включает, кроме бурения и обвязки скважин поверхностными коммуникациями, оснащение узлов рабочим (технологическим и контрольно-измерительным) оборудованием и приборами. Подготовка рудных залежей к выщелачиванию включает также первую стадию закисления эксплуатационного блока, создание временных гидрозавес для ограничения движения или направления растворов и в ряде случаев расчленение рудовмещающих пород гидроразрывом.

Классификация урановых месторождений, отрабатываемых
способом подземного выщелачивания

Источники:

https://www.bygeo.ru/materialy/vtoroi_kurs/teh-ekonom-osn-proizod-chtenie/1909-sposoby-dobychi-iskopaemyh-i-ih-sravnitelnaya-effektivnost.html
https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/121580/%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B0%D1%8F
https://studopedia.ru/6_63220_podzemnoe-vishchelachivanie-poleznih-iskopaemih.html