Горные работы это добыча полезных ископаемых
Схематическая карта мест наиболее активных разработок полезных ископаемых
Добы́ча поле́зных ископа́емых — процесс извлечения твёрдых, жидких и газообразных полезных ископаемых из недр Земли с помощью технических средств[1][2]. Добыча полезных ископаемых относится к первичному сектору экономики.
Процесс добычи полезных ископаемых заключается в разработке месторождений полезных ископаемых. При разработке месторождений производится выемка полезного ископаемого и транспортировка его к местам дальнейшей переработки или полезного использования.
Термин «Добыча полезных ископаемых» используется также как экономическая категория. Как экономическая категория выражается в объёмных или весовых единицах измерения[2]:
- в кубических метрах (м³) применительно к природному газу, нерудным строительным материалам;
- в тоннах (т) применительно к углю, нефти, рудам, нерудному сырью;
- в м³/сутки применительно к промышленным водам;
- в каратах применительно к драгоценным камням;
- в килограммах (кг) применительно к полудрагоценным камням, камнесамоцветному сырью, пьезооптическому сырью;
- в квадратных метрах (м²) применительно к облицовочному декоративному камню.
Способы добычи полезных ископаемых[править | править код]
Добыча полезных ископаемых насчитывает многотысячелетнюю историю.
За всю историю человечество выработало различные способы добычи полезных ископаемых.
Добыча твёрдых полезных ископаемых ведётся открытым способом, подземным способом или комбинированным открыто-подземным способом. Открытым способом добывается около 90 % бурых углей, 20 % каменных углей, 70 % руд чёрных и цветных металлов.
Добыча жидких и газообразных полезных ископаемых осуществляется путём бурения с поверхности земли скважин, через которые производится их откачка в специальные хранилища.
Добыча полезных ископаемых, которые залегают непосредственно на поверхности земли (торф, нерудные строительные материалы и некоторые другие) осуществляется с поверхности при полной механизации основных производственных процессов.
Начиная с 1960-х годов, стала развиваться добыча со дна моря твёрдых полезных ископаемых (золото, олово, алмазы, циркон, монацит, ильменит и др.), а также нефти и газа.
Выбор способа добычи полезного ископаемого определяется горно-геологическими условиями залегания полезных ископаемых и обосновывается технико-экономическими расчётами.
Динамика мировой добычи важнейших видов полезных ископаемых[править | править код]
По мере развития научно-технического прогресса объёмы добычи полезных ископаемых и число их видов непрерывно увеличивались. По подсчётам академика В. И. Вернадского, выполненным в 1915 году, человечеством в античную эпоху добывалось и использовалось всего 19 элементов, в XVIII веке — 28, в XIX веке — 50, в начале XX века — 60. В настоящее время используются все 89 химических элементов, содержащихся в земной коре[3].
Постоянно увеличивались темпы роста добычи полезных ископаемых. Из всего объёма полезных ископаемых, извлечённых из недр земли за всю историю человечества, преобладающий их объём добыт в XX веке: нефти — 99,5 %, угля — 90 %, железной руды — 87 %, медной руды — 80 %, золота — 70 %. Поиск и освоение новых месторождений охватили практически всю приповерхностную часть земной коры, включая прибрежный шельф и дно Мирового океана[2][3].
При этом структура объёмов добычи различных ископаемых меняется по мере развития научно-технического прогресса. Так, например, в период с 1850-х по 1930-е годы, в общем объёме добычи доминировал каменный уголь, в период с 1940-х по 2000-е — нефть, а начиная с 2010-х — природный газ (в том числе и сланцевый). Изменяется и динамика добычи металлических руд: так, доля железной руды в общем объёме добычи непрерывно снижается с начала 1920-х годов (хотя в валовом исчислении — сохраняется и в отдельные периоды растёт), в то время как добыча руд цветных металлов увеличивается. Добыча некоторых полезных ископаемых, например торфа, сокращается в валовом исчислении начиная с 1940-х годов.
На динамику добычи некоторых полезных ископаемых влияет и возможность вторичной переработки. Например объём чёрного металлолома, накопленный в мире уже к началу 1900-х годов составил заметную часть в сырьевой составляющей металлургии, а в 2010-х годах доля металлолома в сырьевой базе превышает 40 %. По некоторым цветным металлам, например свинцу, доля лома в сырьевой составляющей ещё выше. Непрерывно растёт и доля вторичного сырья в производстве пластмасс и изделий из стекла.
Значение некоторых полезных ископаемых по мере развития технологий окончательно утрачивается. Например, в период с 1830-х по 1970-е годы в значительных объёмах добывался природный монокристаллический кварц как пьезооптическое сырьё. По мере развития технологий производства сложных оптических стёкол, пьезокерамики и выращивания искусственных кристаллов значение природного кварца для оптики и электронику утратилось: в оптике его заменили лучшие по характеристикам тяжёлые стёкла и синтетические кристаллы, а в электронике — пьезокерамики, пьезоэлектрические характеристики которых на несколько порядков лучше, чем у кварца. Поэтому в настоящее время природный кварц применяется только ювелирами. Аналогичная ситуация произошла с разновидностями корунда: с сапфиром и рубином, а также с алмазами — природные камни используются только в ювелирном деле, тогда как в технике используются синтетические. Следует отметить и тот факт, что перечисленные природные камни редкие и дорогие, тогда как их искусственное производство сравнительно дешёвый процесс, не требующий дефицитного сырья.
Примечания[править | править код]
- ↑ Добыча полезных ископаемых. Статья в БСЭ
- ↑ 1 2 3 Добыча полезных ископаемых // Горная энциклопедия / Гл. редактор Е.А. Козловский. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — Т. 2. — С. 234-235.
- ↑ 1 2 [dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/384/%D0%B4%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D1%87%D0%B0 Добыча полезных ископаемых человеком]
См. также[править | править код]
- Горное дело
- Горная промышленность
- Добыча рудного золота — обучающее видео
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных доменов |
Источник
Навигация:
Горные работы (классификация) — работы, проводимые с целью поддержания в рабочем состоянии горных выработок, для разведки или добычи полезных ископаемых из недр Земли. Различают открытые горные работы, проводимые под открытым небом; подземные, проводимые в недрах Земли; подводные. Открытая разработка месторождений — способ добычи твердых полезных искрпаемых (угля, хим. сырья, природных строит, материалов), при к-ром процессы выемки осуществляются в открытых горных выработках. Достоинства открытой разработки: возможность широкой механизации процессов и достижения в короткий срок больших объемов добычи, безопасность и высокая произ-сть труда, низкая себестоимость продукции и др. Осн. производств, единицы открытой разработки — карьер, прииск, разрез. Подземная разработка месторождений — способ добычи полезных ископаемых посредством проведения системы подземных горных выработок. Осн. производств, ед. подземной разработки — шахта, рудник. Подводная разработка месторождений — способ добычи полезных ископаемых со дна рек, озер, морей и океанов. Осн. оборудование подводной разработки — землесосные снаряды и драги спец. конструкций. Карьер — совокупность горных выработок, образовавшихся в результате горных работ открытым способом; самостоят, горное пред-тие по добыче полезных ископаемых открытым способом. Разрез — то же, что карьер, применительно к предприятиям, добывающим уголь или россыпные полезные ископаемые. По способу осуществления и применяемым средствам горные работы подразделяют на: машинные (наиболее распространи, ведущиеся с помощью горных Очистные работы в горном деле — комплекс процессов по извлечению полезного ископаемого, осуществляемых в очистных выработках. Пространство, образующееся после очистных работ, наз. очистным пространством. Рудник — горнодобывающее предприятие с открытым или подземным способом разработки месторождения полезных ископаемых. Может включать несколько цехов по добыче и переработке сырья, объедин. в общий комплекс. Шахта — производств, ед. горного предприятия, ведущего подземную добычу полезного ископаемого. Шахта включает наземные сооружения (копры, надшахтные постройки, склады, здания административно-бытового назначения и др.) и подземные горные выработки. Годовая произ-сть (производств, мощность) наиболее крупных шахт достигает неск. млн. т подземного ископаемого. Срок службы шахт, отрабатывающих мощные месторождения, — десятки лет. Глубина шахт колеблется в широких пределах — от сотен м до неск. км. Забой — рабочее место при разработке полезных ископаемых. Забой при подземной разработке — поверхность, ограничивающая горную выработку и перемещающаяся в результате горных работ; забой при открытой разработке — участок заходки, непосредственно разрабатываемый экскаватором. По расположению различают забои боковые (торцевые) и фронт. Ствол — вертик. или наклонная гор-, ная выработка с постоянной горной крепью, предназнач. для транспортной связи подземных разработок с поверхностью. Слепой шахтный ствол не имеет не-посредств. выхода на поверхность и служит для связи нижних слоев горизонтов с верхними. Шахтные стволы бывают разведочные, эксплуатац. и спец. (для подземных сооружений). В результате ведения горных работ в земной коре искусственно образуются полости различных видов: бремсберги — наклонные горные выработки для спуска полезного ископаемого с вышележащего на нижележащий горизонт шахты; гезенки — вертик. горные выработки, не имеющие выхода на поверхность и предназнач. для спуска полезного ископаемого под действием собств. веса или при помощи механич. устройств; к в е р ш-л а г и — горизонт., реже наклонные выработки, проводимые по пустым породам под углом к линии простирания пластов полезного ископаемого, служащие для транспортирования грузов, передвижения людей, стока воды и др.; штреки — горизонт, горные выработки, не имеющие выхода на поверхность и располож. по простиранию месторождения полезного ископаемого. Штреки бывают транспортные, вентиляц. и др.; шурфы — вертик. или наклонные горные выработки, имеющие выход на поверхность, небольшое сечение и глубину (обычно до 25 м). Шурфы устраивают для разведки полезных ископаемых, взрывных работ и др. Похожие статьи: Навигация: Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
Горные работы (классификация) Источник
3 СВЕДЕНИЯ О СПОСОБАХ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
3.1 Способы разработки месторождений полезных ископаемых
Полезными ископаемыми называют природные минеральные образования
органического или неорганического происхождения, которые могут быть
использованы человеком с достаточным экономическим эффектом. Под добычей
полезных ископаемых понимают извлечение их из земной коры или гидросферы.
В более узком смысле под этим термином понимают количество полезного
ископаемого, добываемого в единицу времени.
Существуют следующие способы добычи полезных ископаемых:
· подземный;
· открытый;
· комбинированный;
· со
дна водоемов (озер, морей и океанов);
· геотехнологический;
· скважинный.
Добычу полезных ископаемых осуществляют горные предприятия.
Горное предприятие — самостоятельная производственная единица,
осуществляющая разведку, добычу и обогащение полезных ископаемых. Горное
предприятие, осуществляющее добычу и первичное обогащение полезных
ископаемых, называется горнодобывающим. Существуют
следующие виды горнодобывающих предприятий: шахта, рудник, карьер (разрез),
прииск, промысел.
Шахта — горное предприятие, предназначенное для добычи полезных
ископаемых подземным способом.
Рудник — горное предприятие, служащее в основном для подземной
добычи руд, горнохимического сырья и строительных
материалов. Этим понятием иногда пользуются для обозначения нескольких шахт
(карьеров), объединенных в единую административнохозяйственную
единицу с централизованным хозяйством.
Карьер — горное предприятие, осуществляющее добычу полезных
ископаемых открытым способом. Разрез — карьер по добыче угля.
Прииск — горное предприятие по добыче россыпных месторождений
драгоценных металлов (золотой прииск).
Промысел — горное предприятие по добыче жидких и газообразных
полезных ископаемых (нефтяной промысел).
Разработкой месторождения называют комплекс работ по:
· вскрытию;
· подготовке;
· очистной
выемке.
Эти работы являются стадиями разработки месторождения. Вскрытие и
подготовка осуществляются посредством проведения выработок. Забои проводимых
выработок называют подготовительными. Выемку (добычу) полезного ископаемого
ведут в очистных забоях, применяя при этом различные способы его разрушения.
Это в равной мере справедливо для твердых полезных ископаемых
как при подземных, так и открытых горных работах.
Подземная добыча связана с необходимостью проведения сети подземных
горных выработок, по которым добытое полезное ископаемое транспортируют на
поверхность (рис. 3.1). При добыче ископаемых углей наиболее распространен
механический способ разрушения, при добыче руд — взрывной.
Рисунок 3.1 — Схема угольной
шахты:
I, 2, 12— вертикальные выработки; 3, 4, 5, 10, 11—горизонтальные выработки;
6, 7, 8, 9 — наклонные выработки; 13 — насосная камера; 14 — очистной забой
Добытый уголь транспортируют по горным выработкам скребковыми или
ленточными конвейерами, в вагонетках электровозами или лебедками, а также под
действием собственного веса по желобам или трубам. На отдельных шахтах
применяют гидротранспорт, при котором перемещение угля в потоке воды
осуществляется по трубам или желобам. Для транспортировки руды на рудниках в
пределах добычных блоков применяют скреперную доставку или виброустановки, а по горизонтальным
выработкам—локомотивную откатку. Транспортирование полезного ископаемого и
пустой породы до шахтного ствола организует служба внутришахтного транспорта.
На поверхность полезное ископаемое и пустую породу
поднимают в специальных подъемных устройствах (сосудах) — скипах или
клетях. Клети оборудуют под заезд в них шахтных вагонеток. В клетях также
осуществляют спуск и подъем людей, оборудования и материалов. Комплекс
подъемных машин и оборудования называют шахтным подъемом.
Выданное на поверхность полезное ископаемое размещают на складах и
осуществляют отгрузку его потребителям или на обогатительную фабрику.
Для нормального функционирования шахты необходимо осуществлять:
· снабжение
горных выработок свежим воздухом. Процесс обеспечения горных выработок и
рабочих мест воздухом называется вентиляцией. Поступающая
в шахту поток воздуха называется свежей струёй. Свежий воздух при
движении по горным выработкам загрязняется выделяющимися газами и пылью.
Поток такого воздуха называется исходящей струёй. Контроль
за состоянием вентиляции шахты и техники безопасности осуществляет участок
вентиляции и техники безопасности;
· удаление
поступающей в горные выработки и накапливающейся в водосборнике воды. Система
сбора и удаления поступающей в горные выработки воды называется водоотливом.
При большой обводненности
месторождения осуществляют его осушение;
· снабжение
работающих машин и различных установок электро и пневмоэнергией
(сжатым воздухом);
· кондиционирование
поступающего в шахту воздуха. Этот процесс осуществляют в глубоких шахтах и
рудниках, где температура рудничной атмосферы за счет тепла, выделяющегося из
горных пород, обусловливает дискомфортность труда;
· подачу
в шахту в зимнее время в районах с суровым климатом
подогретого в калориферах воздуха;
· мероприятия
по предупреждению газодинамических явлений (внезапных выбросов угля и газа и
горных ударов) и эндогенных пожаров;
· ликвидацию
последствий аварий в тех случаях, когда не удалось их предотвратить. Эти
работы выполняют подразделения специальной военизированной
горноспасательной части (ВГСЧ);
· контроль за состоянием недр,
движением запасов и правильностью ведения горных работ. Его осуществляет маркшейдерская
служба. В ее задачи входит ведение горнографической
документации;
· контроль за соблюдением правил
безопасного ведения горных работ. Его осуществляет горнотехническая
инспекция (ГТИ);
· восстановление
участков земли, подвергшихся влиянию горных работ. Эти работы называются рекультивацией.
Их осуществляют как шахты, так и разрезы.
Поверхность современных шахт и рудников представляет собой комплекс зданий
и сооружений, обычно сгруппированных в блоки. На поверхности располагаются
здания подъемных машин, копры (конструкции для установки шкивов под канаты
клетей и скипов и разгрузки последних), эстакады, помещения
электроподстанции, механических мастерских, компрессорной, административнобытового комбината. На поверхности размещаются
материальные склады различного назначения.
Для повышения качества добытого полезного ископаемого осуществляют его обогащение.
С этой целью строят обогатительную фабрику как для одной, так и группы шахт.
При открытом способе добычи все горные работы проводят в открытых
горных выработках непосредственно с земной поверхности (рис. 3.2).
Рисунок 3.2 — Схема открытой
разработки месторождения:
1 — экскаватор; 2 — автосамосвал; 3 — бульдозер; 4 — буровой станок; 5 —
рабочие горизонты;
6 — взорванная масса; 7 — залежь полезного ископаемого; 8 — скважины;
9 — въездная траншея; 10 — отвал пустых пород
В зависимости от условий залегания извлекают не только полезное
ископаемое, но и пустые породы в значительных объемах. Эти породы называют вскрышными
породами или вскрышей.
Основными производственными процессами при открытых горных работах
являются:
· подготовка
горных пород к выемке;
· выемочно-погрузочные
работы;
· перемещение
карьерных грузов (авто- или железнодорожный
транспорт, а также конвейерная доставка);
· отвалообразование вскрышных пород;
· складирование
полезного ископаемого.
Основные достоинства открытых горных работ заключаются в следующем:
· возможность
обеспечения высокого уровня комплексной механизации и автоматизации, что
обусловливает более высокую производительность труда и меньшие затраты на
добычу;
· более
безопасные и комфортные условия труда;
· меньшие
удельные капитальные затраты на строительство предприятия;
· возможность
более полного извлечения полезного ископаемого.
Основные недостатки:
· некоторая
зависимость от климатических условий;
· необходимость
отчуждения значительных площадей земли;
· нарушения
водного баланса недр.
Добычу полезных ископаемых со дна озер, морей, океанов (золото,
олово, платина, минералы, содержащие титан, цирконий и др.) осуществляют в
основном в пределах континентального шельфа и ложа мирового океана. Добыча
осуществляется земснарядами, черпаковыми элеваторами и грейферными грузчиками
через водную толщу, а также через горные выработки, проводимые с земной
поверхности. Средняя глубина подводной разработки в России 30 м.
Геотехнические способы разработки основаны на бурении скважин с
поверхности или из горных выработок, изменении физического или химического
состояния полезного ископаемого в недрах и извлечении его по скважинам на
поверхность. Перевод твердых полезных ископаемых в транспортабельное состояние
осуществляют механическим разрушением, плавлением, растворением, химической и
бактериально-химической обработкой. Наиболее
распространены:
· подземная
выплавка серы;
· подземная
газификация углей;
· подземное
растворение солей;
· бактериально-химическое выщелачивание
меди и др.
Объемы применения геотехнических способов разработки пока невелики.
Скважинная добыча широко применяется для извлечения жидких и
газообразных полезных ископаемых (нефть и природный газ). Под разработкой
нефтяного месторождения понимают осуществление процесса перемещения жидкости
и газа в пластах к эксплуатационным скважинам. Управление процессом движения
жидкостей и газа достигается размещением на месторождении нефтяных,
нагнетательных и контрольных скважин, количеством и порядком ввода их в
эксплуатацию, режимом работы скважин и балансом пластовой энергии.
Процесс добычи нефти включает:
· движение
нефти по пласту к забою скважины за счет разности давлений в пласте и у
скважины;
· движение
нефти от забоя скважины до устья на поверхности;
· сбор
нефти, газа и воды на поверхности и их разделение.
Разработка газового месторождения включает:
· извлечение
газов из недр;
· сбор
газов;
· подготовку
газов к транспортированию потребителям.
Особенность добычи газа из недр заключается в том, что весь путь газа от
пласта до потребителя герметизирован.
Вопросы для самоподготовки
1. Какие
существуют способы добычи полезных ископаемых?
2. Какие
существуют виды горнодобывающих предприятий?
3. Назовите
основные стадии разработки месторождений.
4. В
чем сущность и содержание подземной добычи полезных ископаемых?
5. Какие
работы и мероприятия необходимо осуществлять для нормального функционирования
шахты?
6. В
чем сущность открытого способа добычи полезных ископаемых?
7. Назовите
основные производственные процессы при открытых горных работах.
8. Какие
достоинства и недостатки открытых горных работ?
9. В
чем сущность добычи полезных ископаемых со дна водоемов?
10.
На чем основаны геотехнические способы
разработки?
11.
Для чего применяется скважинная добыча?
12.
Какие процессы выполняются при добыче нефти
и разработке газовых месторождений?
Назад
| Содержание | Вперед
Источник