Объекты открытых горных работ

полезный ископаемое горный порода Объектами горных разработок являются различные горные породы: коренные, и их покрывающие.

К коренным породам относятся магматические, метаморфические и осадочные, залегающие в толще земной коры на месте своего образования.

К покрывающим относятся наносы, то есть измельченные породы, переотложенные или перенесенные от основного места своего происхождения.

Горные породы и содержащиеся в них минералы в процессе выемки и переработки характеризуются определенными технологическими свойствами, главными из которых являются трудоемкость их добычи и полезность использования. На современном этапе, в условиях рыночной экономики на первое место выходит коммерческая ценность добываемого минерального сырья. Технологические свойства горных пород обуславливают выбор оборудования для их разработки и переработки, схему комплексной механизации, величину затрат, что в конечном счете определяет экономическую эффективность разработки месторождения. Коммерческая ценность сырья определяется спросом на рынке сбыта.

Трудоемкость разработки определяется физико-механическими свойствами горных пород, к которым относятся плотность в массиве, крепость, трещиноватость, разрыхляемость, пределы прочности на сжатие, на сдвиг, на растяжение, сцепление, угол внутреннего трения.

Совокупная оценка физико-механических свойств пород по трудности их разработки производится на основании классификации горных пород.

Существует несколько классификаций горных пород, в соответствии с которыми производится планирование горных работ и нормирование затрат на различные виды работ, а также осуществляется учет выполнения работ и т. д. Наиболее широкое распространение на открытых горных работах получили две классификации. Это классификация крепости профессора М. М. Протодьяконова, в соответствии с которой рыхлые и мягкие породы имеют коэффициент крепости до 1, полускальные — от 1 до 5, скальные — от 5 до 20.

Существует шкала крепости и порядок определения крепости пород и минералов, которые рассматриваются в курсе, изучающей геологические дисциплины.

Академик В. В. Ржевский предложил классификацию горных пород по относительной трудности разрушения, которая характеризуется общим показателем трудности разрушения породы. По трудности разрушения все породы делятся на пять классов и 25 категорий. Такие данные приведены в геологических справочниках.

Показатель категории совпадает с величиной показателя трудности разрушения П_р.

П_р = 0,05 k_тр.(у_сж. + у_сдв. + у_раст.) + 0,0005 г, Где k_тр — коэффициент трещиноватости (0,1 — 1,0);

г — плотность пород, кг/м³;

Общий показатель трудности разрушения породы определяет относительное сопротивление горных пород воздействию внешних усилий и предназначен для общей технической оценки горной породы как объекта открытой разработки. По этому показателю можно определить и правильно выбрать способ механизации горных работ и основное оборудование. Для расчетов отдельных конкретных процессов открытой разработки (бурения, взрывания, экскавации и транспортирования пород) используются показатели трудности, имеющие единую методологическую основу определения с показателем П_р.

В теории и практике открытых горных работ для технологической характеристики горных пород используются следующие группы.

1. Рыхлые и мягкие породы Отделяются от массива без предварительного рыхления всеми видами горных машин простым копанием с небольшим усилием. Как правило это почвенно — растительный слой, пески, глины, суглинки и др. Эти породы способны сохранять углы откоса 50 — 60 градусов при высоте уступа до 15 м.

2. Плотные породы Отделяются от целика горными машинами без предварительного рыхления при достаточных усилиях копания (не менее 0,4 Мпа) либо с предварительным рыхлением. К этой категории пород относятся твердые глины, мел, бурые и каменные угли, глинистые руды и другие. Они способны сохранять в массиве углы откоса до 70 градусов при высоте уступа до 20 м.

3. Полускальные породы При разработке требуется предварительное рыхление взрывным способом, либо специальные горные машины (комбайны, струги и т. п.).

К полускальным породам относятся выветрелые изверженные и метаморфические породы, а также большинство осадочных пород (глинистые сланцы и песчаники). Руды гематитовые, мергели, известняк-ракушечник, аргиллиты, алевролиты, гипс, каменная соль, каменные и прочие бурые угли и др.)._.

4. Скальные породы По классификации проф. В. В. Ржевского они подразделяются на легкоразрушаемые скальные, скальные породы средней трудности разрушения, трудноразрушаемые скальные породы и весьма трудноразрушаемые скальные породы.

К скальным относится большинство изверженных и метаморфических пород (граниты, кварциты, базальты, габбро, сиениты, колчеданы), а также некоторые осадочные породы (песчаники, прочные известняки, кремнистые конгломераты и др.).

Трудность разрушения скальных и полускальных пород существенно зависит от трещиноватости пород.

Различают породы монолитные, малотрещиноватые, среднетрещиноватые, сильнотрещиноватые и слоистые.

У монолитных пород трещины практически отсутствуют, у малотрещиноватых расстояние между трещинами 100 — 150 см, у среднетрещиноватых — 50 — 100 см, у сильнотрещиноватых — 10 — 50 см. Породы, имеющие отдельности размером около 10 см являются чрезвычайно трещиноватыми. Слоистые породы характеризуются выраженным напластованием маломощных, сравнительно однородных пластов.

Разрушенные горные породы различаются по степени связности, кусковатости и прочности в куске.

По степени связности различают сыпучие разрушенные породы с коэффициентом разрыхления 1,4 — 1,65 и более, связно-сыпучие разрушенные породы с коэффициентом разрыхления 1,2 — 1,3, связно — разрушенные породы с коэффициентом разрыхления 1,03 — 1,05, сохраняющие в насыпи крутой откос.

Кусковатость горных пород определяют по среднему линейному размеру куска d_ср.