Лекция «Особенности маркшейдерских работ при разработке россыпных месторождений»

План лекции:

1.Общие сведения о россыпных месторождений;

2.Особенности маркшейдерских работ при разработке россыпных месторождений;

1.14.1Россыпи – это вторичные месторождения, образовавшиеся в результате разрушения первичных (коренных) месторождений. Они представляют собой рыхлые или сцементированные глиной скопления горных пород в кусках различной величины и формы и содержат в себе в промышленном ценный компонент (золото, платину, олово, алмазы и пр.).

Положение россыпей относительно земной поверхности разнообразное, но чаще они встречаются на глубине 5-10м, иногда почти на поверхности, будучи перекрыты лишь небольшим слоем растительного покрова. Реже встречаются глубокие россыпи – на глубине 15-25м, а иногда на глубине 100м.

В рыхлых отложениях выделяют три слоя: торфа, пески и плотик. Плотиком считают коренные осадочные породы, образующие основание (постель) россыпи. К пескам относят пласт рыхлых отложений между торфами и плотиком, содержащий промышленную концентрацию полезных ископаемых. В поперечном разрезе россыпи различают так называемую «струю», или «борозду» и борта. Струя представляет собой наиболее богатую ценным металлом полосу песка; от этой полосы содержание металла в песках падает по направлению к бортам долины; иногда наблюдается 2 и более полос.

Основной комплекс работ по эксплуатации месторождения состоит из вскрытия месторождения, подготовке его к добыче и из самой добычи.

Разработка россыпей осуществляется гидравлическим, скреперным, бульдозерным, экскаваторным и дражным способами.

Драга – плавучее сооружение с комплексом агрегатов, осуществляющих в определенной последовательности добычу (черпание) полезного ископаемого, отделение его от пустой породы (обогащение) и удаление пустой породы в галечные и эфельные отвалы (эфель – мелкозернистый материал).

Используются несколько видов драг – с емкостью черпаков 150, 210, 250, 380, 600м³ и глубиной черпания соответственно 9, 11, 12, 30, 50м передвижением вперед с помощью свай (свайные драги) или канатов (канатные драги).

Канатная драга укрепляется в забое при помощи пяти канатов: головного (станового), один конец которого укрепляют на 150-200м впереди забоя драги, другой наматывают на барабан лебедки, и четырех бортовых, каждый из которых наматывается на отдельную лебедку и крепится на берегу. Передвижение вдоль разреза осуществляется подтягиванием головного каната, перемещающего драгу на забой, на 1-3м вперед. Перемещение драги по забою поперек разреза производят при помощи четырех боковых канатов.

Свайная драга имеет в кормовой части понтона две сваи (одна рабочая, другая вспомогательная), при помощи которых она передвигается на другой забой. Во время отработки забоя в работе находится одна свая, другая в это время поднята на некоторую высоту. Опираясь на рабочую сваю драга передвигается вперед (подтягивает) на 1,5-6м (в зависимости от размера драги и плоскости пород). Для бокового перемещения по забою драга поворачивается вокруг рабочей связи при помощи боковых передних канатов.

Рисунок 25 - К принципу работы драги

Драга, как плавучий снаряд, прежде всего требует необходимого количества воды (минимальная глубина 3-4,5м) и систематическое ее освежения. Чем больше воды, тем лучше условия работы драги, чище вода – лучше работают насосы.

1.14.2 Маркшейдерское обеспечение геологоразведочных и изыскательных работ

а) Основная задача – обеспечение геодезической и топографической основой. В период детальной разведки месторождения создают опорные сети с целью обоснования съемок и создают сети рабочего (съемочного) обоснования.

Съемочные сети строят в соответствии с требованиями, предъявляемыми к съемочным сетям на карьерах.

Пункты съемочной сети, как правило, размещают равномерно вдоль месторождения, за его границей. Не менее 1/3 пунктов закрепляют долговременными центрами. На каждом километре вдоль месторождения должно быть не менее 3-4 пунктов. Их располагают таким образом, чтобы расстояние от них наиболее удаленных точек при тахеометрической съемке горных выработок не превышало 200м.

В зависимости от характера местности съемочные сети создают в виде цепочек треугольников, геодезических засечек и теодолитных ходов. Длина теодолитных ходов не должна превышать 2км, а удаленность узловых точек от исходных пунктов – 1,5км.

Высоты пунктов съемочной сети определяют из ходов технического и тригонометрического нивелирования.

б) перенесение проекта разведочных работ в натуру (скважин, турфов, канав и т.д.)

вся получаемая геологическая документация должна позволять:

1. Выявить запасы дражного полигона.

2. Произвести оконтуривание промышленных полигонов.

3. Изучить условия залегания залежи (элементы залегания россыпи и плотика, горизонт стояния подземных вод в разное время года, мерзлотность, гранулометрический состав и т.д.)

4. Определить источники водоснабжения.

5. Составить комплект маркшейдерской документации (топографические планы, горно-геометрические графики: планы горных работ, разрезы, план изомощностей, изогипс плотика).

Перед оконтуриванием полигона на план наносят все разведочные данные и контуры запасов по категориям А, В, С. В этих контурах выделяют границы балансовых запасов с разбивкой по способу добычи. Поскольку разбивка ведется по разведочным линиям, основной способ подсчета – способ разрезов.

Соответственно этому маркшейдер выполняет:

а) развитие опорной сети и съемки в масштабах 1:1000-1:2000;

б) определение места расположения плотин, величину подтока;

в) проектирование, трассирование, вынос в натуру линейных сооружений;

г) составление эксплуатационного плана;

д) предохранение россыпи от глубокого сезонного промерзания.

Для составления проекта плотины необходимо: топографический план участка (1:2000), где нанесены все геологоразведочные данные и границы дражного полигона; профили по разведочным линиям с указанием глубины залежи и процентного содержания полезного компонента в россыпи.

Эксплуатационный план драги содержит: рельеф местности (h=0,5м); опорные пункты, разведочные выработки, места опробования; границы эксплуатационных участков; высотные отметки выработок и поверхности; ситуация.

Специфичность плана зависит от системы разработки, так как принятая система разработки определяют порядок введения очистного забоя. Системы классифицируются по направлению движения забоев относительно по залеганию залежи и по методам дражных работ:

а) системы с узким разрезом; б) системы с широким забоем;

в) системы разработки с поперечными ходами

Основными факторами, влияющими на выбор системы являются:

а) соответствие драги размерам и характеру месторождения;

б) ширина забоя драги;

в) механический состав пород;

г) конструкция драги;

д) система водоснабжения дражного разреза;

е) климатические условия.

Маркшейдерский учет работы драги состоит в определении: границ отработанной площади, глубины черпания, величины задирки плотика, мощности забоя, добытой и промытой горной массы за отчетный период (декаду, месяц, квартал).

Одновременно с этим определяют: отметку плотика россыпи, горизонта подтопа, полноту отработки промышленного полигона, а также полноту отработки вне контурных, но промышленных частей россыпи.

Учет работы драги требует проведения следующих операций:

1. прокладка рабочего обоснования;

2. съемка дражного забоя и измерение глубины черпания;

3. вынос в натуру контура драги и промышленного контура полигона;

4. подсчет объемов выработанной горной массы;

5. сравнение данных эксплуатация с данными разведки;

6. документация и учет, контроль за ведением горных работ.

Развитие рабочего обоснования проводится обычно летом из расчета на зиму; это в большинстве случаев теодолитные ходы.

Съемку разрабатываемой части полигона производят ежемесячно с целью определения объема горной массы, извлеченной за отчетный месяц, а также с целью контроля за полнотой извлечения полезного ископаемого и исполнением проекта. Ошибка определения объема вынутых на полигоне за месяц песков не должна превышать ±6%. Кроме пополнительной съемки горных выработок в конце промывочного сезона по мере необходимости производят съемку отвалов. Съемку горных выработок производят в масштабе 1:2000 или 1:1000.

Теодолитные ходы прокладывают с таким расчетом, чтобы при съемки дражного забоя не пользоваться висячими точками и брать пикетные точки на расстоянии более 100м.

Зная отметку уровня воды и глубину черпания, можно определить ряд отметок для плотика

Н₁=Н₀-h₁; Н₂=Н₀-h₂; Н_n=Н₀-h_n;

Эти отметки выносят на план и по ним проводят изогипсы плотика с сечением через 0,25-0,5м.

Средняя глубина драгирования (черпания) определяется как среднеарифметическая из всех замеров глубины, принятые в подсчет.

Для правильного ведения ходов драги выносят в натуру границы ходов драги. Кроме того, выносят в натуру и закрепляют столбами границы промышленного контура дражного полигона для того, чтобы драга не зашла в породы или, наоборот, не оставила в борту промышленные запасы.

Результаты маркшейдерской съемки наносят на план масштаба 1:1000, на котором измеряют планиметром отработанную площадь, считая, что в бортах и по забою отработка идет по вертикали.

Объем промытой горной массы может быть определен следующими способами:

а) вертикальных параллельных разрезов;

б) объемной палетки;

в) методом горизонтальных параллельных сечений.

Съемку дражных полигонов выполняют тахеометрическим способом, способом засечек, ординат. При тахеометрической съемке требования инструкции аналогичны требованиям инструкции к тахеометрической съемке на карьерах. При съемке бровок расстояния между пикетами не должно превышать 20м.

Границы забоев и бортов дражного полигона нащупываются при помощи реек с лодки или трапа драги. Замер глубины может быть произведен непосредственным способом или физическими методами. Непосредственный способ основан на измерении с носовой части подтопа нивелирной рейкой, проградуированным шестом, трубой, а при больших глубинах – рулеткой с грузом глубин относительно уровня воды. Отчеты округляют до дециметров.

Абсолютные отметки уровня подтопа колеблются, поэтому маркшейдер определяет их ежедневно с помощью водомерных реек, которые привязаны к высотной опорной сети. Физические способы измерений базируются на использовании ультразвуковых эхолотов.

Основные принципы звуколокации – определение времени Т прохождения звука в прямом и обратном направлениях при известной скорости его распространения. При помощи звуколокации устанавливают глубину черпания, конфигурацию работ драги, полноту отработки россыпи, структуру данных отложений. Звуколокационная съемка может вестись как с лодки по профильным линиям, так и с понтона драги. Промежуточные точки по створным линиям, положение которых закреплено кольями на бортах разреза, обозначаются поплавками.