Подготовка горных пород к выемке, Общие сведения
Горизонтальные и наклонные подготовительные выработки проводят для подготовки месторождений к выемке полезного ископаемого. Эти выработки не имеют непосредственного выхода на земную поверхность и служат для вентиляции, водоотлива, прокладки электросиловых и осветительных кабелей, транспортирование полезного ископаемого, материалов и других грузов, а также для передвижения людей.
Геомеханика
Основные представления о геомеханике как науке о механических явлениях и процессах в земной коре, вызываемых воздействием горных работ, и ее объекте — массиве горных пород, являющемся частью земной коры. Понятие о массивах горных пород, их физических состояниях и важнейших физико-механических свойствах, а также о причинах различия свойств массива и образцов горных пород. Масштабный эффект и масштабные уровни. Геологическое и тектоническое строение массивов горных пород. Классификация массивов по прочности, слоистости, трещиноватости и склонности к разрушению. Методы изучения и прогнозирования состава, строения, состояния и свойств горных массивов. Деформируемость, прочность и разрушение горных пород и массивов. Механические модели пород: упругие, жесткопластические, упругопластические, реологические. Теории прочности и критерии разрушения пород. Полные диаграммы прочности. Деформационные, прочностные и реологические характеристики горных пород, их физический смысл и размерность. Паспорт прочности горных пород, методы и технические средства его построения. Методы и средства испытаний пород в лабораторных и натурных условиях. Начальные гравитационные и тектонические поля напряжений в массивах горных пород, их связь с геодинамическим полем напряжений.
Характер напряженно-деформированного состояния массива при таких полях, оценка компонентов тензора напряжений в его заданных точках. Геомеханические процессы, происходящие в геологической среде под влиянием горных работ, и управление ими при подземных и открытых работах, а также подземном и гражданском строительстве. Методы и средства исследований напряженно-деформированного состояния массива горных пород. Маркшейдерские прямые и косвенные методы. Особенности деформирования и разрушения горных пород и массивов в условиях трехмерного напряженно-деформированного состояния, включая область запредельного деформирования. Процессы разупрочнения и предразрушения горных пород при добыче полезных ископаемых. Управление тяжелыми кровлями угольных месторождений. Особенности деформирования и разрушения породных массивов вблизи забоя, устья и сопряжений выработок. Деформирование и разрушение кровли, почвы и породных целиков очистных выработок. Зоны опорного давления в окрестности выработок. Физическая природа концентрации напряжений в зонах опорного давления и характер распределения напряжений в зависимости от ряда определяющих природных и производственных факторов. Сдвижение породных массивов под влиянием подземных и открытых горных работ.
Физика разрушения горных пород при бурении и взрывании
... время подготовительно-заключительных операций ч/смену; ·время вспомогательных работ, приходящееся на бурение 1 м скважин ч/м; 2. Параметры применяемых ВВ ... основу расчета термодинамических параметров промышленных ВВ принят приближенный метод, приведенный в [1, 2] 1 Кислородный баланс Элементы ... Т-80 составляет м3/кг. 6 Давление газов при взрыве Возникающее при взрыве зарядов ВВ давление в ПД ...
Связь сдвижения горных пород и газовыделения в горные выработки и на поверхность. Определение параметров сдвижения породных массивов и земной поверхности. Защита зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных разработок. Динамические проявления геомеханических процессов в виде горных ударов и внезапных выбросов; их прогноз и предупреждение. Основные признаки удароопасности пород. Механизм внезапных выбросов. Геодинамическое районирование. Раскройка шахтных полей в условиях блочного строения массива, рациональное расположение выработок в активных геодинамических зонах. Методы и средства (включая геофизические) изучения и контроля геомеханических процессов в массиве. Устойчивость горных выработок и подземных сооружений. Взаимодействие массива горных пород с инженерными конструкциями подземных сооружений. Основные положения механики подземных сооружений. Крепи горных выработок и их роль в управлении напряженно-деформированным состоянием массива. Капитальные, подготовительные и очистные выработки. Требования к выбору типа и параметров крепи. Геомониторинг при строительстве подземных сооружений. Обработка и интерпретация результатов измерений. Обратный анализ. Оценка устойчивости породных откосов и бортов карьеров.
Основные факторы, определяющие их устойчивость. Горнотехнические и специальные способы управления состоянием бортов карьеров. Понятие о сейсмических волнах, их параметры; воздействие сейсмических сигналов на строящиеся и эксплуатируемые подземные сооружения. Принципы и приемы геомеханического воздействия на массив для повышения интенсивности и продолжительности нефтb газоотдачи скважин. Методы контроля. Связь между геомеханическими и геодинамическими процессами. Методы исследований геомеханических процессов в лабораторных и натурных условиях. Предметное и аналоговое моделирование. Критерии подобия. Методы: эквивалентных материалов, фотоупругости, центробежного моделирования. Снижение напора подземных вод в водоносных породах и их осушение. Влияние подземных вод на устойчивость горных выработок и откосов горных пород. Горно-строительный дренаж. Осадка толщ горных пород в результате глубокого водопонижения.
Вскрышные работы
Вскрышные работы, удаление горных пород, покрывающих и вмещающих полезное ископаемое при открытой разработке. Вскрышные породы, не содержащие полезных компонентов, называются пустыми породами и удаляются во внешние или внутренние отвалы. Если вскрышные породы (например, глины, пески, известняки, мел и др.) пригодны как, то они подвергаются дальнейшей переработке (дробление, сортировка и т. д.), после чего направляются потребителям. Вскрышные работы включают процессы подготовки пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, транспортировку и отвалообразование.
Инженерная геология и горные породы
... зон земной коры, закономерности формирования их инженерно-геологических условий и пространственно-временного изменения в связи с инженерной деятельностью. В инженерной петрологии исследуются свойства горных пород, определяющие их поведение в сфере ...
Вскрытие месторождения полезного ископаемого, проведение капитальных горных выработок, открывающих доступ с поверхности ко всему месторождению или его части и обеспечивающих возможность проведения подготовительных горных выработок, необходимых для обслуживания добычных забоев.
Вскрытие месторождения, Вскрытие для подземной разработки месторождений.
При вскрытии месторождений находит широкое применение схема, по которой стволы 1 , 2 проводят на полную проектную глубину; около них сооружают выработки откаточного горизонта (околоствольный двор, квершлаг 3, главные штреки 4 ).
Вверх по полезному ископаемому проводят комплект наклонных капитальных выработок (бремсберг 5 с ходками), а от них — штреки: откаточный 6 и вентиляционный 7. Между ними располагают длинные очистные забои, которые оборудуют механизированными комплексами для добычи полезного ископаемого. У верхней границы месторождения сооружают выработки вентиляционного горизонта. из очистного забоя транспортируется по штреку 6 , бремсбергу 5 , квершлагу 3 и через один из стволов выдается на поверхность.
Рудные месторождения обычно отличаются непостоянством мощности и углов падения рудных тел, наличием большого числа нарушений, незначительными размерами по длине, но с большим распространением в глубину и пр. Поэтому вскрытие их осуществляется вертикальными стволами и квершлагами, проходимыми последовательно, по мере углубления стволов. Стволы 1 для подъема полезного ископаемого располагают примерно в средней части месторождения, а стволы 2 для вентиляции — на флангах.
Вскрытие месторождения, Вскрытие месторождения, Вскрытие для открытой разработки месторождений
Определяющими элементами траншеи являются конечная ее глубина, продольный уклон подошвы, ширина основания, длина, углы откосов сортов. Глубина капитальных траншей равна высоте одного или нескольких уступов. На подошве траншеи размещаются транспортные коммуникации и ширина основания траншей определяется габаритами транспортных сосудов (например, думпкаров, автосамосвалов).
Продольный уклон наклонных капитальных траншей, предназначенный для или автомобильного транспорта, в большинстве случаев не превышает соответственно 40 и 80‰. Крутые траншеи для конвейеров имеют уклон до 18°, а для скипов — до 45°. Если направление перемещения горных пород (грузопотоков) из карьера разное, каждый уступ может вскрываться отдельной капитальной траншеей. Групповые траншеи применяются для разделения грузопотоков вскрышных пород и полезного ископаемого. Внешними стационарными траншеями вскрывают карьеры, разрабатывающие горизонтальные и пологие залежи. Вскрытие месторождения скользящими съездами позволяет уменьшить объем горных работ в период строительства карьера. Скользящими съездами вскрывают обычно 2—4 нижних рабочих уступа при разработке крутопадающих месторождений. Вскрытие месторождения внутренними капитальными траншеями осуществляют при разработке наклонных залежей полезного ископаемого (до 27—30°).
Дипломной работы: «Маркшейдерское обеспечение открытых горных ...
... горных работ Горные работы ведутся на сопке №1 горизонт 300 - 310 м. и на сопке №2 и горизонт 320 м. Породы месторождения относятся к VI-VII категории по ... этим выбирается открытый способ разработки месторождения. Параметры карьера рекомендуется следующие: высота эксплуатационного уступа - ... 9 9 9 к выемке Развитие горных работ в карьере планируется проводить согласно направления обеспеченности ...
Трасса системы капитальных траншей (пространственное положение и направление продольной оси траншей) может быть простой, если траншеи расположены на одном борту карьера и направление движения транспортных средств не изменяется. Сложная трасса состоит из двух или нескольких участков различного направления, соединенных между собой посредством тупиков (при транспорте) или петель малого радиуса (обычно при автотранспорте).
Спиральная трасса проходит по всем бортам карьера, опоясывая его один или несколько раз. Часто 2—3 верхних уступа карьера вскрывают внешними траншеями, а нижележащие уступы — внутренними капитальными. Иногда карьеры вскрывают подземными выработками — наклонными и вертикальными стволами со штольнями или тоннелями.
Выбор рационального способа Вскрытие месторождения производится в период проектирования горного предприятия и является сложной инженерной задачей в силу специфики горного производства: нестабильность производственных условий (изменчивость природных факторов); разбросанность рабочих мест и их непрерывное перемещение; необходимость постоянного воспроизводства выбывающих (отработанных) очистных забоев. При проектировании, кроме классического математико-аналитического, применяется метод комплексной оптимизации проектных решений, при котором разрабатывается несколько вариантов Вскрытие месторождения с последующим составлением экономико-математической модели шахты (карьера).
При последующем решении на ЭВМ отыскивается наилучший вариант. О Вскрытие месторождения природного газа, нефти, торфа см. в ст.
Разрушение горных пород,
Краткие исторические сведения
Первым взрывным веществом был черный (дымный) порох, который применяли в течение нескольких столетий для военных целей.
Порох изобретен в Китае в древние времена; дата его изобретения, а также имена изобретателей не установлены.
На Руси появление пороха относится к XIV в. Первые пороховые заводы, или как их в то время называли, пороховые мельницы, появились в XV в.
В 1548 — 1572 гг. в России порох впервые был использован для подрывания подводных скал и камней на реке Неман.
Первые сведения о применение пороха в горном деле в России приведены в труде великого русского ученого М. В. Ломоносова «О рождении и природе селитры», написанном в 1749 г. В этой работе он дал научное толкование взрывчатого превращения пороха и его действия на разрушаемую среду.
В 1835 г. Были проведены испытания, направленные на усиление действия пороха своеобразными приемами, представляющими собой зачатки использования кумулятивного эффекта.
Первый период развития взрывного дела характерен примитивной техникой буровых работ, которая, по описанию Ломоносова и его современника И. Шлаттера, сводилась к ручному бурению шпуров диаметром 28, 37 и 50 мм, глубиной около 1 м.
Заряжение шпуров производили рассыпным порохом, а при наличии в шпурах воды — патронированным в бумажную оболочку. Для забойки применяли глину. К этому времени были разработаны некоторые правила безопасности, рекомендовавшие, например, взрывнику не входить в забой тотчас же, если не произошел взрыв заряда пороха.
Первая половина XIX в. Ознаменовалась дальнейшим развитием техники буро-взрывных работ: появляются венцовые (крестовые) и другие формы головки буров, уточняются требования к пороху, глубина шпуров увеличивается до 1,5 м. Начинают применять взрывной вруб.
Разработка грунта взрывным способом
... взрывов на месте работ пробным взрыванием. Метод накладных зарядов состоит в расположении зарядов ВВ на верхней или боковой поверхности взрываемого объекта. Рекомендуется заряды прикрывать дерном, песком или грунтом. Этот метод ... открытых работах шпуровой метод используют при послойной разработке грунтов. Взрывают ... детонации при производстве взрывных работ способом огневого ... (аммоний, порох, динамит и ...
К тому же времени относится первая попытка классификации горных пород по добываемости, проведенная на рудниках Колывано-Воскресенских заводов, и открытие русскими инженерами электрического способа взрывания зарядов.
В 1812 г. В России П. Л. Шиллингом был изобретен первый электро воспламенитель. В 1822 г. Проводятся опыты по электровзрыванию.В дальнейшем вопросы электровзрывания были развиты М. М. Боресковым. Успехам электровзрывания в России немало способствовал известный совецкий ученый электротехник Б. С. Якоби. Идея создания контрольно-измерительных приборов для электрического взрывания принадлежит русским исследователям. Русскими специалистами (Гавриловым и Шпаковым) была разработана также и теория электро-взрывания.
В первой половине XIX в. Появляются перфораторы — вращательные бурильные механизмы, приводимые в действие в ручную.
В 1831 г. В Англии был изобретен огнепроводный шнур (шнур Бикфорда).
В первой половине XIX в. Предложен ряд ВВ. более мощных и безопасных.
В 1853 г. Русским ученым академиком Н. Н. Зининым был изобретен динамит. Обладая большой мощностью и значительным преимуществом по сравнению с порохом, динамит быстро получил распространение в практике взрывных работ.
Изобретение динамита потребовало создания соответствующих мощных инициаторов. В качестве начального импульса Н. Н Зинин применил небольшие пороховые заряды, воспламеняемые огнепроводным шнуром. Этот метод инициирования не позволял получить полную мощность от взрыва динамитного заряда. В 1867 г. Шведским инженером А. Нобелем был изобретен капсюль-детонатор, применение которого повысило эффективность взрывания динамитом.
На базе работ Д. И. Менделеева, разработавшего пироколлодий, русскими химиками в 1890 г. была создана взрывчатка желатина — основа для производства желатинированных динамитов.
В 1867 г. в Швеции были изобретены аммониты.
Вторая половина XIX в. Характеризуется развитием техники взрывных работ; появляются обоснованные требования к выбору места расположения снаряда ВВ с целью получения наибольшего сопротивления и взаимосвязи ее с величиной заряда ВВ.
Большое значение для развития науки и техники взрывного дела имели предложенные М. М. Фроловым и М. М. Боресковым формулы для расчета сосредоточенных зарядов.
В последней четверти XIX в. При переходе на разработку более глубоких горизонтов возникла необходимость в изыскании новых безопасных ВВ для взрывных работ в шахтах, опасных по газу или угольной пыли.
Методы взрывных работ
1. Метод шпуровых зарядов
2. Метод скважинных зарядов
3. Метод камерных зарядов
4. Метод мало камерных зарядов
5. Метод наружных зарядов, Способы бурения
1. Вращательное бурение применяется в породах сравнительно небольшой крепости (коэффициент крепости по Протодьяковому f = 6-8).
В процессе бурения буровой инструмент непрерывно вращается вокруг своей оси, совпадающей с осью скважины (шпура), и одновременно подается вдоль нее на забой скважины .Разрушение породы производится в основном скалыванием с поверхности
Технология и комплексная механизация открытых горных работ
... Под системой открытой разработки месторождения понимается установленный порядок выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ. Выбранная система ... гп.и - являются установленными данными, согласно варианту курсовой работы Таблица 3 Наименование Индекс Значение Коэффициент вскрыши ... I-I, м; Объем внешних траншей вычисляется по методу вертикальных параллельных сечений. , м 3 ; ...
2. Ударно бурение
3. Ударно-вращательное бурение, Список литературы
1. Горное дело: Энциклопедический справочник
2. Интернет статьи http://www.oval.ru/enc/15486.html
