Морфология и условия залегания тел полезных ископаемых
Морфологические особенности месторождения (форма и размеры, пространственное положение тел полезных ископаемых среди вмещающих пород, закономерности внутреннего строения, тектоническая нарушенность и др.) имеют важное значение при решении вопросов их рационального освоения, влияют на способы разработки, способы и схемы вскрытия и подготовки, выбор параметров систем разработки и производственных процессов.
По соотношению размеров выделяет три морфологических типа тел полезных ископаемых:
1- изометрические - гнездо, шток, штокверк (месторождения золота, свинца, цинка, меди, молибдена);
2 - столбообразные (алмазоносные кимберлитовые трубки рудные постмагматические месторождения молибдена, свинца, цинка, железа);
3 – пластовые (магматические, гидротермальные, осадочные месторождения.
Эти показатели определяют общие размеры горного отвода, карьерных, рудничных и шахтных полей, способы и схемы вскрытия.
При открытой разработке компактная форма тел полезных ископаемых исключает применение сплошных систем разработки с размещением отвалов в отработанной части карьера. В этом случае вскрышные породы перевозятся автотранспортом. Наоборот, при большой протяженности месторождения по простиранию перевозка вскрыши осуществляется железнодорожным транспортом.
Мощность залежей. Для целей эксплуатации различают рабочую (кондиционную) и нерабочую (некондиционную) мощность тел полезных ископаемых.
Мощность различают выдержанную и невыдержанную. По выдержанности выделяют 4 типа залежей:
1 - выдержанные - непрерывно протягивающиеся, имеющие рабочую мощность в пределах шахтного, карьерного поля, месторождения, басейна;
2 - относительно выдержанные - в пределах рабочего контура наблюдаются отдельные точки или небольшие блоки с нерабочей мощностью (суммарная площадь таких блоков составляет 25% всей площади рабочего контура);
3 - невыдержанные - прерывистые внутри, рабочего контура (50%);
4 - крайне невыдержанные блоки рабочей мощности встречающиеся периодически ( менее 55 % ) среди пустых пород.
Внезапное уменьшение мощности приводит к снижению производительности работ. В следствии колебания мощности внутри блока изменяется технология проходки подготовительных выработок и применяются иные системы разработки.
Выклинивание пластов и жил бывает: простое, тупое и сложное. В первом случае мощность уменьшается до нуля, во втором - резко обрывается, в третьем расщепляется на множестве прослойков и прожилков. Характер выклинивания учитывается при отработке флангов полей, поскольку в этом случае происходит разубоживание полезного ископаемого.
Единая классификация тел полезных ископаемых по мощности отсутствует. Их разделяют на классы в соответствии с условиями разработки и условиями залегания.
Для открытой разработки месторождений различают залежи:
- весьма маломощные – до 2м;
- малой мощности – 2-10м;
- средней мощности – 10-20м;
- мощные – 20-50м;
- весьма мощные – более 50м.
Существует другое деление:
- маломощные – 4-20м (разработка одним уступом);
- средней мощности – 20-40м (разработка двумя уступами);
- большой мощности – более 40м (разработка тремя и более уступами).
Иной подход к наклонным и крутым залежам:
- весьма маломощные (до 20м) и маломощные (20-50м) – выемка очередного слоя производится только после полной выемки вышележащего;
- средней мощности (50-100м) – при неполной выемке;
- мощные (50-150м) – при одновременной выемке нескольких слоев.
Условия залегания. Залежи полезного ископаемого, разрабатывается открытым способом, по углу падения объединяют в следующие группы:
- горизонтальные и пологие (до 80 - 100);
- наклонные (80 - 100 …250 - 300);
- крутонаклонные (250 - 300 …550);
- крутые, или крутопадающие ( 550….900);
- сложные с переменными значениями азимутов и углов падения (складчатых структуры, зоны разрывных нарушений и т.д.).
Разделение залежей по углу падения принято на основе технологии ведения открытых горных работ. При горизонтальном и пологом залегании вскрытие производят внешними траншеями. Наклонные и крутые - вскрываются внутренними траншеями.
От угла падения зависит выбор систем разработки. Размещение отвалов в выработанном пространстве возможно при разработке горизонтальных и пологих залежей с применением сплошных систем. Условия залегания наклонных и крутопадающих тел, распространяющихся на значительную глубину, ведут к применению углубленных систем разработки с перевозкой вскрыши на внешние отвалы с помощью транспорта.
При разработке наклонных залежей по условиям устойчивости конечных бортов карьера и размещения вскрывающих выработок не требуется выемка лежачего бока залежи. При крутом падении производится разработка вмещающих пород как висячего, так и лежачего бока залежи.
Глубина залегания. В зависимости от условий образования и глубины эрозионного
206
среза тела полезных ископаемых могут занимать различные положения относительно поверхности рельефа. Для условий открытой разработки по глубине залегания выделяют залежи следующих типов:
- поверхностного - выходящие под наносы или мощность наносов до 50 м;
- глубинные - перекрытые толщей пород мощностью более 50 м; в пределах этого типа выделяют залежи средней (50 - 250 м), большой (250 - 500) и весьма большой (более 500 м);
- высотного - размещающиеся выше господствующего уровня поверхности;
- высотно-глубинного, расположенные выше и ниже поверхности рельефа.
От того, как расположена залежь по отношению к рельефу поверхности зависят размеры карьера по глубине и в плане, а также способы вскрытия, системы разработки, способы и схемы транспортирования грузов.