Bau-enginer
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
|---|---|---|---|---|---|---|
| « Май | ||||||
| 1 | 2 | 3 | ||||
| 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |
Разработка горных пород
Месторождения камня, гравия и песка должны удовлетворять следующим требованиям:
разведанные запасы, подлежащие разработке, должны быть не ближе 400-600 м от любых жилых зданий, дорог, газопроводов;
полезная толща не должна содержать линз и прослоек некачественных материалов;
предельное отношение толщи вскрыши к мощности полезного ископаемого не должно превышать 1:1 при разработке песчано-гравийных смесей и 1:1,5 — камня.
Для использования месторождения создают производственное предприятие — карьер. Карьеры подразделяются на промышленные и строительные.
Промышленные карьеры — постоянно действующие, капитально оборудованные предприятия, зачастую автоматизированные. Они снабжают дорожные стройки в радиусе 1000-1500 км. Промышленные карьеры, как правило, не подчинены дорожным хозяйствам.
Строительные карьеры — предприятия временного типа со сроком эксплуатации 1-3 года. Сооружения на таких карьерах временного типа, сборно-разборные и передвижные. Строительные карьеры бывают притрассовые и базисные. Притрассовые карьеры создают вблизи трассы строящейся автомобильной дороги. Базисные создают на мощных притрассовых месторождениях, удаленных от трассы. После окончания строительства эти карьеры часто используют для нужд эксплуатации дорог.
В практике дорожного строительства используют все виды карьеров. Целесообразность разработки того или иного карьера определяется следующими критериями: мощность запасов материалов, объем вскрышных работ, качество, дальность возки и себестоимость продукции франко-место потребления.
Несмотря на сравнительно высокую стоимость продукции строительных карьеров в сравнении с промышленными, их разработка целесообразна благодаря близости к местам потребления.
Разработке горных пород предшествуют изыскания месторождений песка, гравия и камня, которые подразделяются на следующие стадии: рекогносцировка, поиск, разведка.
Рекогносцировкой определяют район поиска. Отчет по рекогносцировке включает описание месторождения, глазомерный план или карту и служит только для планирования строительства.
При поиске устанавливают: ориентировочные запасы, ценность и пригодность материалов для строительства автомобильных дорог. Для поисковых работ используют топографическую карту крупного масштаба, геологические и геолого-литологические карты. При поисках делают выработки легкого типа (расчистки — неглубокие канавы).
Работы, проводимые после того, как поисками установлено наличие запасов, и имеющие целью всестороннее изучение месторождения, носят название разведки . Материалы разведки служат основой для расчета запасов месторождений. Метод разведки выбирается в зависимости от характера месторождения, вида полезного ископаемого и мощности пластов. Разведочные работы проводят при помощи контрольных шурфов и скважин. При бурении скважин вырезают карты.
Разведка гранитов ограничивается выяснением мощности вскрыши и зоны выветривания. Для этой цели на 100-метровой сетке закладывается сеть шурфов или скважин в толще покрывающих слой наносов. Центральные и несколько полевых шурфов углубляют до 1,5 м в нетронутый выветриванием гранит. При разведке больших месторождений гранита на площади 15-20 га проходят 4-5 скважин на полную мощность пласта полезного ископаемого, которая проектируется для разработки. Эти скважины выявляют однородность массива и наличие в нем жил.
При разведке месторождений известняков, состоящих из нескольких слоев полезного ископаемого и пропластов пустых пород между ними, сеть разработок сгущается. При расположении разведочного участка на берегу реки, склоне долин разведка упрощается за счет проведения ступенчатых расчисток, характеризующих месторождение.
Разведку гравийных месторождений рекомендуется производить шурфами, поскольку скважинами не обеспечиваются данные для характеристики месторождения. Для гравийных месторождений характерны значительные колебания мощностей полезной толщи и пустых пород. При разведке притрассового гравийного карьера площадью 1,5-2,0 га рекомендуется в зависимости от геологического строения местности закладывать от 4 до 8 выработок.
При разведке месторождений песка применяют проходку шурфов-скважин и дудок. Проходка шурфа-скважины заключается в том, что на всю мощность вскрыши и на глубину не более 2-3 м по полезному ископаемому делают шурф. Дальнейшее углубление и проходка полезного слоя производятся буровым снарядом диаметром не менее 9 мм. При однородных песках бурение допускается после углубления в полезную толщину на 0,5 м.
При разведке месторождения для притрассового карьера можно ограничиться разведкой верхних пластов. Глубина выработок в среднем составляет 3-4 м и не превышает 10 м. Если карьер расположен вблизи реки, необходимо, кроме определения условий залегания материалов, произвести определение горизонтов воды, установить затопляемость карьера, а следовательно, допустимую сезонность разработки карьера.
Производство разведочных работ сопровождается заполнением специального журнала. На одной странице журнала вычерчивают план и разрез проходимых пород, на другой странице записывают результаты наблюдений и вычислений. На плане, выполненном в масштабе 1:2000, наносят все шурфы, скважины и естественные обнажения. По данным журнала составляют геологические разрезы и планы залежей. По ним определяют, как залегает ископаемое и до какой глубины следует разрабатывать месторождение.
По степени разведанности месторождений, изученности качества полезного ископаемого различают запасы трех категорий: А, В, С с подразделением третьей категории на С1 и С2.
К категории А относят месторождения, запасы, качество и условия залегания которых полностью изучены и оконтурены буровыми скважинами или горными выработками. Эти сведения обеспечивают проектирование и построение на базе разведанного месторождения предприятия соответствующей мощности.
К категории В относят месторождения, запасы которых изучены без точного отображения пространственного положения каждого пласта.
Запасы, примыкающие к контурам запасов А и В и определенные на основании редкой сетки бурения, относят к категории С1. Качество и состав материала, условия разработки месторождения в данном случае изучены на основе отдельных проб и образцов. К категории С2 относят месторождения, предварительно оцененные на основе отдельных проб и образцов.
До разработки карьера, в соответствии с земельным законодательством Российской Федерации, должна быть подготовлена соответствующая документация: горноотводные документы, разрешение на право производства горных и буровых работ, на хранение взрывчатых материалов, план горных работ с пояснительной запиской и др.
Технологический процесс разработки месторождения состоит из следующих работ: подготовительных, вскрышных, добычных, транспортных и погрузочно-разгрузочных (рис. 1).
Рис. 1. Технологический процесс разработки месторождений:
I — удаление вскрыши; II — бурение скважин; III — закладка зарядов в скважину; IV — погрузочно-транспортные работы; 1 — скрепер; 2 — буровой станок; 3 — скважина; 4 — электропровод; 5 — передвижная электростанция с контрольным рубильником; 6 — блиндаж для укрытия; 7 — развал горной породы после взрыва; 8 — экскаватор; 9 — автомобиль-самосвал
Основными процессами при разработке месторождений являются добыча породы и транспортировка ее на камнедробильные заводы. Извлечение полезного ископаемого производят слоями. В результате разрабатываемый массив горных пород приобретает форму уступов. Каждый уступ (рис. 2) характеризуется высотной отметкой горизонта расположения на нем транспортных путей.
Поверхности, ограничивающие уступ по высоте, называют нижней и верхней площадками. Наклонную плоскость, ограничивающую уступ со стороны выработанного пространства, называют откосом уступа, а угол наклона уступа к горизонтальной плоскости — углом откоса уступа. Линии пересечения уступа с нижней и верхней площадками называют нижней и верхней бровками. Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих уступах производят выемку горных пород, поэтому нижнюю площадку этого уступа называют рабочей. Здесь располагают выемочно-погрузочные машины и транспортные пути, необходимые для удаления полезного ископаемого.
Рис. 2. Элементы уступа горной выработки:
1 — верхняя и нижняя площадки; 2 — откос уступа; 3 — бровка вскрыши; 4 — вскрыша; 5 — развал взрывной породы; 6 — экскаватор; α — угол откоса уступа; β — угол откоса вскрыши; H у — высота полезной толщи породы; h — высота уступа
Подготовленную для разработки часть уступа по длине называют фронтом работ уступа, поверхность горных пород в пределах уступа или развала, являющуюся объектом выемки — забоем. Для планомерной добычи породы и рационального использования строительных и транспортных машин месторождение разрабатывают слоями. Толщина и возможное число слоев зависят от мощности залежи и пустой породы, от параметров выемочно-погрузочного оборудования. Выемку слоев ведут последовательно сверху вниз независимо от направления напластования горных пород.
Залежи толщиной менее 2-3 м разрабатывают одним уступом. Наклоненные и крутопадающие залежи горизонтальной мощностью 20-40 м разрабатывают в несколько уступов, причем нарезка нового уступа связана с полной выемкой полезного ископаемого на вышележащем горизонте.
Источник
СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ горных пород и их классификации
Лекция №1
Сообщения темы:ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДОБЫЧА СЫРЬЯ.
ПЛАН
1.Способами производства горных работ.
3.Способы разработки горных пород и их классификация.
СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА ГОРНЫХ РАБОТ
Важными строительными материалами являются цемент, песок, гравий, металлы, древесина, камень, кирпич, стекло, изоляционные и кровельные материалы. Сырьем для их получения (кроме древесины и других органических веществ) служат минеральные вещества, такие как известняк, кварцит, доломит, полевой шпат, глины, каолины, гипс, мел, слюда и других, которые лежат в недрах земли, полученные для использования и называются полезными ископаемыми.
Работы по извлечению полезных ископаемых из недр земли называются горными.
Полезные ископаемые добывают:
При открытом способе добычи, загрузки и транспортировки полезных ископаемых ведут на поверхности земли. Выбор способа зависит от физических свойств полезного ископаемого, глубины залегания, прочности слоев залежей и их расположение в пространстве, от объема предполагаемой добычи, и имеющихся средств механизации. Нефть и газ, например, добывают подземным способом, используя скважин. Глубоко расположенные твердые ископаемые добывают в шахтах. Большую часть сырья для производства строительных материалов, добывают открытым способом в карьерах.
Карьером называют совокупность открытых горных выработок, оборудованных для добычи полезных ископаемых и которые являются составной частью производственно-хозяйственной единицей — предприятие, цех или участок.
Открытый способ добычи ископаемых, по сравнению с подземным (шахтным) имеет следующие преимущества: в 3 . 4 раза большую производительность труда при меньшей (в 2 . 3 раза) себестоимости добытого материала (благодаря применению мощных машины и оборудование для добычи и транспортировка); лучшие условия труда, меньше травматизм; возможность более быстрого строительства и ввода в эксплуатацию карьеру, по сравнению с шахтой.
преимуществами открытого способа добычи особенно наглядно проявляются в том, что при больших объемах работ можно эффективно использовать мощные технические средства — экскаваторы, бульдозеры и скреперы, гидромонитора, механизированный процесс добычи и транспортировки полезных ископаемых и пустых пород.
к недостаткам открытого способа относятся: большой объем выемки и перемещения пустых пород (вскрышные работы), приведение больших участков земли в непригодное к дальнейшему использованию состояние, зависимость работ от климатических условий.
При добыче полезных ископаемых открытым способом в карьере, как правило, в то же время выполняют два вида работ:
1) вскрышные работы;
Добыча полезных ископаемых.
Вскрышные работы заключаются в удалении слоя пустой породы (вскрыши), прикрывающая полезные ископаемые. Эта пустая порода содержит растительный слой, наносы, выветренный слой полезных ископаемых. Объем вскрышных работ может расти по мере разработки месторождения при наклонном размещения слоя полезных ископаемых. Вскрышные работы опережают добывающие.
ЭЛЕМЕНТЫ КАРЬЕРА
карьер — выемка, которая служит для разработки полезных ископаемых открытым способом.
Рисунок 1.1 — Элементы карьеру.
элементы карьеру— пространственные составляющие карьера, исчерпывающе характеризует его геометрию. Основные элементы: рабочий (1) и нерабочий (2) борт карьера, подошва или дно (3), верхний и нижний контуры (4) карьеру, уступы (5,6), площадки (7,8), углы откоса уступа γ1, γ2, границы карьеру.
Рисунок 1. 2 — Уступи и под уступы
а — основные элементы, б — расположение транспортнии горизонтов: 1 — верхнюю площадку; 2,4 — верхняя и нижняя бровки; 3 — откос; 5 — нижний площадку. Н1, Н2 — высота уступов, h1, h2 — высота под уступов.
карьерный поле — месторождение или его часть, которая отрабатывается одним карьером.
выработанное пространство— образуется в процессе открытых горных работ. На поверхности выработанное пространство ограничивается границами карьерного поля, по глубине — днищем карьеру.
Разработка полезных ископаемых при открытой разработке ведется горизонтальными слоями, в результате чего профиль карьеру имеет форму ступеньки.
Эта ступень называется уступ — часть толще горных пород, которая отрабатывается самостоятельными средствами рыхление, выемка и транспортировки. Высота уступа определяется с учетом безопасности ведения горных работ и зависит от рабочих параметров горного оборудования.
подуступов называется часть уступа по высоте, которая отрабатывается самостоятельными средствами рыхление и выемки, но обслуживается общим для всего уступа транспортом.
Теперь давайте поговорим об основных элементах уступа:
площадка уступа— горизонтальная поверхность, которая ограничивает уступ по высоте. Различают верхнюю и нижнюю площадки.
откос уступа — наклонная поверхность, которая ограничивает уступ со стороны выработанного пространства.
Угол, который образует откос уступа с горизонтальной поверхностью называется углом откоса уступа.
Линия Пертин откоса уступа с верхней и нижней площадками уступа называется верхней и нижней бровками соответственно.
Часть уступа по ширине, которая разрабатывается выемочных средствами и транспортом называется заходками.
Торец заходки называется забоем. Заходками уступа характеризуется шириной, высотой и длиной.
Фронтом работ уступа называется часть уступа, которая подготовлена для ведения горных работ.
Рабочей площадкой уступа(Рабочим горизонтом) называется площадка уступа, на которой расположено оборудование. Рабочие площадки уступов соединены между собой бермами.
Совокупность уступов, которые находятся в одновременном отработке, называется рабочей зоной карьеру.
борт карьера — это боковая поверхность, которая ограничивает карьер и состоит из откосов и площадок уступов.
Борт карьера, на котором происходят работы, называется рабочим бортом.
Если же работы на борту не ведутся, то борт является нерабочим.
Площадка между уступами на холостом борта карьера, которая остается для поддержания устойчивости борту называется предохранительных берм.
А если эта площадка служит для размещения транспортных коммуникаций, то такую берму называют транспортной.
Линия пересечения бортов карьера с поверхностью называется верхним контуром карьера. Линия пересечения бортов карьера с днищем называется нижним контуром карьера.
Условная поверхность, проходит сквозь верхний и нижний контуры карьеру, называется откосом борта карьера.
Угол, который образует эта плоскость с горизонтальной поверхностью, называется углом откоса борта карьера.
Для более эффективного использования оборудования уступы и отвалы (места складирования пустых пород) следует располагать так, чтобы как наиболее сократить транспортные пути и использовать природные наклонности рельефа местности. Для заключения пустой породы лучше использовать выработанное пространство карьера.
СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ горных пород и их классификации
В природе не существует двух одинаковых месторождений полезных ископаемых — все они разные. Природные условия характеризуются геологией, топографией поверхности, гидрогеологией, сейсмологией и климатом. Каждое месторождение имеет свой генезис, т.е. происхождение и развитие в течение миллионов лет, поэтому все месторождения разные. Несмотря на это все месторождения можно сгруппировать и классифицировать по определенным признакам — например по форме рудного тела.
По форме рудного тела месторождения делят на пластовые, пластообразные, трубообразные, столбообразный, линзовидные, жильные, штокверки, гнездо подобные, сложной формы и россыпи.
пластовые — ограниченные от вмещающих пород более или менее параллельными плоскостями, то есть имеют плитоподибну форму и относительно постоянную мощность. Имеют преимущественно осадочное происхождение
пластообразные — отличаются от пластовых менее выдержанной форме и мощностью, имеют разные углы падения. Характерным представителем месторождений этой формы является большинство месторождений Кривбасса.
столбообразный— при значительном размере по падению (в глубину) имеют небольшие размеры по простиранию. Разновидностью столбообразный месторождений является трубообразные, которые в горизонтальном сечении имеют эллиптическую форму (кимберлитовые трубки)
линзовидные — имеют четко выраженную форму линзы, то есть округлую или овальную форму с меньшей мощностью по краям, имеют различные размеры и углы падения.
жильные — разделяют на простые и сложные. Простая жила — это одиночное рудное тело, сложная — это совокупность сближенных жил и множества прожилок. Среди прости жил можно выделить: плитоподибни, рубцовые и линзовидные. Среди сложных — сетевые, веточные и седловидные, форма жил зависит от трещин в земной коре
Штокоподибнирудные тела имеют большие размеры неправильной формы. Иногда такие тела называют массивами
Гниздоподибниимеют маленькие размеры, и каждое рудное тело отдельно не имеет промышленного значения.
россыпи — горизонтальные пластообразные рудные тела небольшой мощности.
Вскрышные работы и добычу полезных ископаемых в карьерах осуществляют механическим, гидромеханическим и взрывным способами. Выбор соответствующих средств механизации зависит от объема работ, условий залегания добываемых горной породы и ее физико-механических свойств, которые характеризуются прочностью, вязкостью, упругостью, хрупкостью, трещиноватостью, рыхлость, устойчивостью, удельного и объемного веса.
по добуваемости горные породы разделяют на шесть групп: по две группы для сыпучих, связных и скальных.
По степени прочности — на десять — от очень крепких (I группа) до сыпучих и плывунов.
Добыча горных пород отражается также и в классификации по единым нормам и расценкам, по которым горные породы объединены в 16 групп — от песка (I группа) до базальта.
По трудности разработки
И — песок, супесь, растительный грунт, торф.
II — легкий и лессовидных суглинок, мелкий и средний гравий, супесь и растительный грунт, смешанные со щебнем и галькой, мягкая влажная или распущена глина.
III — жирная мягкая глина, суглинок твердый, гравий большой, галька мелкая, щебень крупностью 15 . .40мм.
IV — жирная глина и тяжелый суглинок с примесью щебня, суглинок твердый со щебнем или галькой, сланцеватой глина, галька крупная, конгломераты.
V — плотный затвердевший лес, металлургические шлаки, мягкий НЕ выветренный мергель, мягкие меловые породы, твердая автомобиль бонна глина, нетвердые сланцы, мел, гипс, песчаники и мягкие известняки, предварительно разрыхлен мерзлые породы.
VI — ракушечники и конгломераты, сланцы, твердые известняки, песчаники и мергель средней прочности, очень твердые мел, опоки и гипс.
VIИ, VIИИ — хорошо высажены скальные и мерзлые породы (куски не более 0,3 ширины ковша).
Вопросы для самопроверки
1. Какие работы называют горными?
2.Якимим способами добывают полезные ископаемые?
3.От чего зависит выбор способа?
4.Дайте определения карьеру.
5.Коротко характеризуйте открытый способ добычи полезных ископаемых.
6.Назвить недостатки и преимущества открытого способа добычи полезных ископаемых.
7.Назвить элементы карьеру.
8.Коротко характеризуйте элементы карьеру.
9.Вид каких факторов зависит выбор средств механизации?
10.Назвить категории по сложности разработки горных пород.
ЛИТЕРАТУРА
1. Константопуло С. Механическое оборудование заводов железобетонных изделий и теплоизоляционных материалов. М .: Высшая школа, 1988 [2] с. 8-11
2.Назаренко И.И., Туманская А.В. Машины и оборудование предприятий строительных мате риалов. М .: «Высшая школа», 2004
Источник
