Корисні копалини, їх характеристика

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОРИСНІ КОПАЛИНИ, ЇХ ХАРАКТЕРИСТИКА

Стан і перспективи видобування корисних копалин

корисний копалина вугільний шахта

Користуватись КК люди почали ще з доісторичних часів, поступово нарощуючи обсяги видобування. Але лише в Х1Х і особливо в ХХ ст. відбулося бурхливе зростання промисловості, що призвело до такого ж зростання темпів видобування КК як відкритим, так і підземним способами. Для багатьох руд, енергетичної сировини запаси, розташовані близько до земної поверхні, закінчуються, тому гірничі роботи переходять на більш глибокі горизонти і в першу чергу для цінних руд. В таких країнах як Канада, США, Індія, , ПАР гірничі роботи сягнули глибин відповідно 2600, 3000, 3300 та 3850 м.

На Україні Запорізький залізорудний комбінат добрався до 1000-метрової глибини, а вугільні шахти Донбасу - до 1200...1400 м. Найбільші обсяги підземного видобутку КК мають місце при видобуванні залізної руди та особливо вугілля. У 2002 р. в Україні працювали 164 вугільні шахти і лише 3 розрізи.

Динаміка використання енергетичних ресурсів за останнє століття така. З 1900 до 1960 р. використання нафти зросло в 52 рази, газу - в 58 разів (5800%), а вугілля - лише в 3,3 рази. Та в останні десятиліття темпи зростання видобування вказаних копалин різко зменшується і становить: газу - 23,7%, вугілля - 14,4%, а нафти -лише 3,8%.

Натомість виробництво електроенергії за рахунок атомних станцій збільшується і в кінці 80-х становить 16%, в т.ч. в бувшому СРСР - 12%. Для порівняння: за рахунок теплоелектростанцій -77%, гідро-, вітряними та ін.- 7%.

За період 1990-2000 рр. Обсяг видобування вугілля в окремих країнах становив (млн. т):

Китай 1080 - 1171

США 933 - 975

Росія 395 - 258

Німеччина 434 - 205

Україна - 158 - 80

Значна частина вугілля використовується для переробки, в першу чергу для коксохімії - від 16...20 до 30...45%.

Світові запаси традиційних енергоресурсів становлять: нафти та газу 7%, вугілля -понад 90%. Далека перспектива - за атомною енергетикою.

Технологічна характеристика вугільних пластів та вміщуючих порід

За походженням вугілля поділяють на 2 групи:

- гумусове (гумоліти), утворене з залишків вищих рослин з целюлозою;

- сапропелеве, що утворилося в умовах застійних вод з тваринних залишків (має великий вихід летючих речовин).

До складу вугілля входять: вуглець, кисень, водень, азот, сірка та ін..

Стадії утворення вугілля:

Торф - буре вугілля (вихід летючих речовин при нагріванні більше 24%) - кам'яне вугілля (6-10% летючих речовин) - антрацит (до 6-10% летючих речовин).

Марки вугілля (в дужках - російськомовне позначення):

Д - довгополуменеве,

Г - газове,

ГМ - газове масне (ГЖ),

М - масне (Ж),

КМ - коксівне масне (КЖ),

К - коксівне,

ПС - пісне спікаюче (ОС),

СС - слабо спікаюче,

П - пісне (Т),

А - антрацит.

Для коксування найкраща марка К; як домішки використовують ГЖ, Г, ОС.

Вміщуючі породи складаються з осадових порід, переважно з глинистих і піщанистих солонців, піщаників, вапняків. Основні фізико-механічні властивості вугілля і вміщуючих порід:

міцність (по шкалі Протод'яконова вугілля - 1...3, порода - здебільшого від 2...4 до 9...11);

вологість: буре 17-68%, антрацит 3,5-6%, інше вугілля 6-18%;

об'ємна маса (щільність): г_буре = 1,25т/м³, г_{кам'яне} = 1,25-1,35т/м³, г_{антрацит} = 1,36-1,7т/м³; порід - 2,2...2,6;

опір різанню;

тріщинуватість.

Характеристики пластів.

По потужності:

до 0,7м - надтонкі,

0,7-1,2 - тонкі,

1,21-3,5 - середні,

>3,5 - потужні,

<0,3 - прошарки.

Структура пластів:

- проста (покрівля - пласт - підошва),

- складна (з прошарками).

Потужність вугільних пластів України складає 0,5-4м (середня 1,1м). Для порівняння у Великобританії - 1,4м, Франції - 1,63м, Німеччина - 1,78м.

Класифікації вугільних пластів за кутом падіння:

Перша:

0-2⁰ - горизонтальне,

2-25⁰ - пологе,

25-45⁰ - похиле,

45-90⁰ - круте;

друга: за “Правилами технічної експлуатації”:

пологе падіння до18⁰,

похиле 19-35⁰,

крутопохиле 36-55⁰,

круте 55-90⁰.

Умови залягання характеризуються також такими гірничогеологічними параметрами як зближеність пластів, глибиною залягання, стійкістю вміщуючих порід, газоносністю, наявністю викидів, водопритоком.

Запаси корисних копалин, порядок їх підрахунку. Потужність і термін служби шахти

В 1902 році була розроблена класифікація запасів: дійсні, вірогідні, можливі запаси.

В 1958 році вона доповнилася врахуванням технологічної і економічної доцільності їх використання.

На сьогодні маємо такі класифікації:

1) - класифікація по ступеню розвіданості:

А - детально розвідані і вивчені за допомогою гірничих виробок, відомі всі дані про якість;

В - менш розвідані, відомі лише основні особливості залягання і якості корисної копалини;

С₁ - запаси встановлені як по проведених окремих розвідувальних виробках, так і з використанням методу інтерполяції та ін.;

С₂ - запаси виявлені по загально геологічних ознаках і геофізичних зйомках,

2) - класифікація по ступеню використання:

- балансові (доцільно використовувати при даному розвитку технологій);

- забалансові (не раціонально використовувати при даному розвитку технологій) для заданих гірничо-геологічних умов .

Вихідними даними для підрахунку запасів є:

-площа розповсюдження кондиційних запасів по окремих пластах в межах шахтного поля та його частин S_i;

-потужність кожного пласта (повна та виймальна), m_i;

-об'ємна маса вугілля _і.

Попередньо на графіках виділяють контури запасів за категоріями.

Балансові запаси:

,

де р = m - продуктивність пласта.

Промислові запаси:

де к_в - коефіцієнт використання балансових запасів.

Потужність і термін служби шахти.

де А_л - навантаження на лаву,

к_і - вид вугілля,

Е_к - коефіцієнт ефективності капітальних вкладень.

Потужність шахти приймається стандартною (тобто значення повинно бути кратним 0,3 млн.т.: 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 3,0; 3,6 млн.т.).

Термін служби залежить від запасів і від потужності шахти:

.

Размещено на Allbest.ru