Общая характеристика и особенности рудных месторождений

Руда является одним из видов твердого полезного ископаемого, представляющего собой естественное минеральное вещество, из которого путем соответствующей переработки извлекаются содержащиеся в нем металлы и полезные минералы. Переработка руды включает обогащение и металлургический передел, результатом которого и является получение металла.

По виду полезных компонентов различают руды металлические и неметаллические. К первым относят руды черных (железные, марганцевые, хромовые, титановые, никелевые и кобальтовые), цветных (медные, свинцово-цинковые, алюминиевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, ртутные, сурьмяные), редких (литиевые, танталовые и другие), благородных (руды, содержащие золото, серебро, платину) и радиоактивных металлов (урановые и ториевые), ко вторым — апатитовые и фосфоритовые руды, калийные и каменные соли, породы для получения строительных материалов, руды, содержащие драгоценные камни, слюду, графит и другие виды минерального сырья.

Руды в зависимости от количества входящих в них полезных компонентов делятся на простые (монометаллические) и сложные (полиметаллические). К последним чаще всего относятся руды цветных металлов.

Среднее содержание полезного компонента в рудном месторождении или его части, при котором ценность полезного компонента равна затратам на добычу и переработку, называется минимальным промышленным содержанием, или промминимумом. Горная порода, содержащая полезный компонент в количестве, равном промминимуму или больше, относится к руде, в противном случае — к пустой породе. Величина промминимума для ценных дефицитных руд ниже, чем малоценных. Например, породы, содержащие железа до 20–25 %, рудой не являются, а содержащие меди или свинца несколько процентов относятся к руде.

По характеру оруденения руды делят на сплошные и вкрапленные. Сплошные руды имеют четко выраженные границы с вмещающими породами. Вкрапленные руды представляют собой горную породу, пронизанную мелкими включениями рудных минералов разнообразной формы, иногда почти невидимыми.

Рудные месторождения состоят из одного или нескольких близко расположенных рудных тел различной формы и размеров. Различают следующие формы рудных тел: пластовые, занимающие значительные площади; пластообразные, отличающиеся невыдержанностью элементов залегания; жильные, их элементы залегания не постоянны; линзообразные; массивные рудные тела обычно неправильной формы, с бессистемно изменяющимися элементами залегания (штокверки, штоки, гнезда).

По мощности рудные тела классифицируются следующим образом:

• тонкие — мощностью до 0,6–0,8 м (выемка ведется с подрывом боковых пород);

• маломощные — мощностью от 0,8 до 4–5 м (при выемке не используется скважинная отбойка);

• средней мощности — от 5 до 10–15 м (при отработке блоки располагают длинной стороной по простиранию залегания);

• мощные — мощностью от 10–15 до 60 м (при отработке блоки располагают длинной стороной вкрест простирания залежи);

• весьма мощные — мощностью более 60 м (при отработке крутых залежей блоки располагают не только по простиранию, но и вкрест простирания, горизонтальные или пологие залежи разделяют на этажи).

В практике разработки рудных месторождений принята следующая классификация залежей по углу падения: горизонтальные (угол падения до 3°), пологие (угол падения от 3 до 20–25°); наклонные (угол падения от 20–25 до 50°); крутые (угол падения более 50°). Наклонные и крутые залежи по падению делят на этажи.

Рудные месторождения по сравнению с угольными имеют целый ряд особенностей, вытекающих из их геологического происхождения. Они существенно влияют на содержание и технологические решения при разработке рудного месторождения.

Основными особенностями являются:

• более высокая крепость и абразивность руд по сравнению с углем. Большинство руд имеют коэффициент крепости 8–12, более крепкие 15–20. Руда во много раз абразивнее угля. Это обусловливает необходимость применения на подземных работах в большинстве случаев взрывной отбойки, связанной с бурением и заряжанием шпуров и скважин, и иных транспортных средств, чем на угольных шахтах;

• разнообразие размеров и изменчивость элементов залегания рудных тел, что существенно влияет на принятие стандартных технологических решений, схем вскрытия и подготовки, систем разработки;

• изменчивость содержания полезных компонентов, а также минералогического состава руд по объему залежи, что вызывает необходимость усреднения качества рудной массы, поступающей из различных блоков;

• меньшая разрушаемость отбитой руды при самотечном перемещении ее, что широко используется, в отличие от угольных шахт, при перепуске по рудоспускам протяженностью до 100 м и более. Это оказывает влияние на особенности вскрытия месторождений и подготовки блоков;

• меньшая достоверность информации о горно-геологических условиях и протекании технологических процессов, что затрудняет оперативный контроль их выполнения;

• широкий диапазон устойчивости руд и вмещающих пород, что предопределяет многообразие технологических решений;

• способность некоторых руд к слеживаемости и самовозгоранию, что исключает в таких случаях применение систем разработки с магазинированием отбитой руды;

• высокая ценность большинства руд по сравнению с углем, что обусловливает более жесткие требования к полноте и качеству извлечения полезного ископаемого;

• отсутствие на большинстве рудников метановыделения, допускающее в подземных условиях применение открытого огня и аппаратуры в нормальном исполнении.