Подсчет промышленных запасов угля.

Теоретическая часть.

По форме залегания месторождения твердых ископаемых подразделяются на правильные и неправильные.

К правильным месторождениям относятся пласты (рис.1.1,а) и пластообразные залежи.

Рис.1.1.

Пластом называется плитообразная залежь, имеющая значительное распространение в земной коре и ограниченная двумя более или менее параллельными плоскостями. Плоскости соприкосновения пластов отдельных пород называются плоскостями напластования.

Породы, залегающие над пластом полезного ископаемого, называются кровлей или висячим боком, залегающие ниже пласта, - почвой или лежачим боком.

Пласты могут иметь однородное и сложное строение(рис.1.2). Тонкие слои пустой породы, заключенные в пласте, называются прослойками.

Рис.1.2.

Правильную форму залегания обычно имеют месторождения полезных ископаемых осадочного происхождения (уголь, горючие сланцы, различные соли, гипс, марганцевые руды и т.п.)

К неправильным месторождениям относятся линзы (рис.1.1, б), гнезда (рис.1.1.в), жилы (рис.1.1.г). неправильную форму залегания имеют, как правило, рудные месторождения.

Нарушение нормального залегания пластов называются дислокациями. Дислокации без разрыва сплошности называются пликативными, с разрывом сплошности – дизъюнктивными.

К пликативным нарушениям относятся утолщения и утонения пластов, а также складчивость (рис.1.3).

Рис.1.3.

Если ядро складки сформировано более древними породами, чем крылья, то такую складку называют антиклинальной или антиклиналью (рис. 1.3, б). В синклинальной складке падение направлено к ядру, в антиклинальной – от ядра к её краевым частям.

К дизъюнктивным нарушения относят сброс, взброс, надвиг, сдвиг, грабен, горст. Для дизъюнктивного нарушения характерно наличие поверхности внутри горного массива, по которой произошли разрыв и последующие перемещения блоков сместителя. Породы, залегающие над сместителем, называют его висячим крылом, под сместителем – лежачим крылом. Угол между плоскостью сместителя и горизонтальной плоскостью называют углом падения сместителя.

Сброс образуется в том случае, если породы висячего крыла в результате тектонических движений оказывается опущенным по отношению к породам лежачего крыла (рис 1.4.а).

Рис.1.4.

Взброс – такое разрывное нарушение залегания пласта, когда породы висячего крыла смещены вверх над породами лежачего крыла (рис. 1.4, б). При сбросе по линии скважины наблюдается пропуск слоев или пластов, при взбросе - их повторение.

Надвиг – взброс, у которого плоскость взбрасывателя наклонена на угол 45 ͦ при значительном горизонтальном смещении взброшенного крыла (рис. 1.4, в). Сдвиг – разрыв с перемещением крыльев в горизонтальном направлении. Грабен и горст представляют собой блокообразное опускание и поднятие горных пород. Каждый из них имеет два разрыва и три крыла.

Элементы разрывных нарушений (рис. 1.5): простирание, характеризуемое азимутом линии простирания, и падение, характеризуемое углом падения, азимутом линии падения и амплитудой.

Рис.1.5

Положение пласта в пространстве определяется линией простирания – линией пересечения пласта с любой горизонтальной плоскостью (рис. 1.6). Направление линии простирания в пространстве принято называть простиранием пласта.

Рис. 1.6.

Направление простирания пласта определяется углом, который составляет линии простирания с меридианом.

Линия, лежащая в плоскости пласта перпендикулярно линии простирания, называется линией падения, а само направление этой линии – падением пласта.

Угол, который составляет линии падения пласта с горизонтальной плоскостью, называется углом падения пласта.

Следующим элементом залегания пласта является его мощность – расстояние по нормали к плоскости пласта между его границами с кровлей и почвой. Такую мощность m называют истинной или нормальной (рис. 1.7).

Рис.1.7.

Если расстояние между кровлей и почвой измеряют по отвесу, то получают вертикальную мощность пласта . При измерении такого расстояния по горизонтали определяют горизонтальную мощность . Различными мощностями пользуются в зависимости от способа ведения горных работ и условий залегания пластов.

Так как пласт имеет в большинстве случаев сложное строение, то отдельно выделяют мощность угольных пачек – полезную мощность – и полную мощность, включающую мощность всех угольных пачек и прослойков.

При разработке угольного пласта иногда вынимают только часть его мощности, которую называют рабочей мощностью ( )

Расчёт.

Дано:

m = 5 м

a = 15 ͦ

Определить горизонтальную и вертикальную мощности пласта.

Решение.

Лабораторная работа №2

I. Цель работы.

Приобретение навыков укрупненного определения балансовых и промышленных запасов, обоснования величины потерь угля в шахтном поле

Теоретическая часть.

Часть угольного месторождения, отведённую для разработки одной шахте, называют шахтным полем.

Запасы угля в шахтном поле – масса угля в недрах, заключенного в пределах шахтного поля. По народнохозяйственному значению запасы угля делят на геологические, балансовые, забалансовые и промышленные. Геологическими ( ) называют общие запасы угля в шахтном поле. Балансовыми ( ) считают такие запасы, разработка которых экономически целесообразна при существующем уровне техники и технологии. Забалансовыми ( ) называют такие запасы угля, разработка которых в настоящее время вследствие некондиционности мощности пластов, высокого содержания пустой породы, наличие многих геологических нарушений или обводненности экономически нецелесообразна. Эти запасы в будущем с совершенствование техники и технологии добычи и обогащения угля могут быть полностью или частично вовлечены в разработку. таким образом,

Балансовые запасы подразделяются на промышленные ( и потери ( ) :

Промышленные запасы – часть балансовых запасов, подлежащая извлечению и выдаче на поверхность. Отношение промышленных запасов к балансовым называют коэффициентом извлечения (С) :

Величина коэффициента извлечения зависит от горно – геологических условий и колеблется в широких пределах.

В зависимости от условий залегания пластов применяют различные методы подсчета балансовых запасов. При выдержанных элементах залегания (мощность, угол падения) подсчет запасов ( ) рекомендуется производить методом среднеарифметического по формуле

где S – размер шахтного поля по простиранию, м;

H – размер шахтного поля по падению, м;

n – число рабочих пластов в шахтном поле;

- мощность –го рабочего пласта, м;

- объемная масса угля –го пласта, т/м³ .

Для определения промышленных запасов необходимо установить величину потерь по каждому из пластов по их источникам: общешахтные ( в охранных и барьерных целиках), эксплуатационные и связанные с геологическими нарушениями.

Промышленные запасы определяются по формуле

где ( ) – суммарные потери угля, т.

Потери определяются на основании расчетов частных видов потерь: общешахтных ( ), эксплуатационных ( ) и вблизи геологических разрушений ( ), т. е.

Общешахтные потери слагаются из потерь угля в барьерных ( ) и ( ) целиках:

Барьерные целики, как правило, оставляют у границ шахтного поля по простиранию. чтобы исключить возможность вскрытия старых затопленных горных выработок соседних шахт. Ширина барьерных целиков (l) условно принимается равной 50 м.

Потери в барьерных целиках ( , т) определяются по формуле

Охранные целики оставляют для предотвращения разрушений зданий и сооружений технологического комплекса на поверхности, а также природных объектов. Потери угля в охранных целиках ( , т) условно составляют при пологих пластах 1 – 2 %, при крутых – 2 – 4 % от балансовых запасов:

Потери в целиках вблизи геологических нарушений ( ) определяются характером и числом нарушений. Их величина в среднем составляет 1 – 1,5 % от балансовых запасов:

Эксплуатационные потери ( ) включают потери по площади- в целиках у горных выработок, по мощности – в пачках угля в кровле, почве или между слоями пласта, а также потери угля в забоях и при транспортировании.