Лекция. Размеры и элементы залегания рудных месторождений. Физико-механические характеристики руд и вмещающих пород.

Разрабатываемые месторождения полезных ископаемых отличаются весьма разнообразными природными условиями залегания. От этих условий (мощности залежи, угла её падения, мощности покрывающих пород, их свойств и др.) зависят возможность применения той или иной системы разработки, выбор технических средств и порядка ведения горных работ.

На выбор системы и технологии разработки из признаков, характеризующих месторождение, наибольшее влияние оказывают его (морфология), размеры и условия залегания.

По форме рудные тела можно подразделить на три группы:

Изометрические, т.е одинаково развитые во всех трёх направлениях в пространстве;

Столбообразные, т.е вытянутые в одном направлении – в глубину;

Пластообразные, т.е. вытянутые в двух направлениях.

К первому типу рудных тел изометрической формы относятся штоки и гнёзда. Часто они имеют неправильную форму, но все три измерения их в пространстве резко не отличаются. Размеры штоков достигают десятков и сотен метров. Размеры гнёзд малы – до нескольких метров. Типичным гнездообразным месторождением является ртутное месторождение Хайдаркан (Средняя Азия).

Столбообразную форму имеют многие коренные месторождения алмазов. В Якутии и Южной Африке алмазные «трубки» в глубину распространяются на километры при размерах горизонтального поперечного сечения в сотни метров. В Криворожском бассейне к столбообразным принято относить рудные тела, длина которых превышает мощность не более чем в шесть раз.

Линзы представляют собой переходную форму между первой и третьей группами. Типичным представителем этого типа рудных тел являются уральские медно-колчеданные месторождения. Линзообразное месторождение медного колчедана Рио-Тинто (Испания) состоит из линз протяжённостью от 300 до 1700 м. и мощностью до 100 -250 м.

Рудные тела третьей группы – пластовые, ограничены более или менее параллельными плоскостями (поверхностями).

Положение пласта в пространстве определяется линиейпростирания – линия пересечения пласта с любой горизонтальной плоскостью (рис 1.) Направление линии простирания в пространстве принято называть простиранием пласта.

Линию пересечения пласта с вертикальной плоскостью, перпендикулярной и линии простирания, называют линией падения. Направление по пласту вниз по линии падения от какой-либо горизонтальной плоскости называют падением пласта, а направление вверх – восстанием пласта.

Угол, образованный падением пласта с горизонтальной плоскостью, называется углом падения (углом наклона) пласта. Линию перпендикулярную линии простирания пласта и лежащую в горизонтальной плоскости, называют линией вкрест простирания пласт.

По углу падения месторождения делятся на горизонтальные, пологие (до20⁰), наклонные (от 20 до 45⁰) и крутопадающие (более 45⁰).

Длина месторождения по простиранию и падению измеряется от десятков метров до нескольких километров. Мощность пласта измеряется как кратчайшее расстояние между боковыми поверхностями. По мощности пласты делятся на весьма тонкие (менее 0,6м.), тонкие (от 0,6 до 2,0м.), средней мощности (от 2 до 5м), мощные (от 5 до 20м.) и весьма мощные (более 20м).

Рудные залежи, отличающиеся от пластов менее выдержанной формой и непостоянной мощностью, называют пластообразными.

Встречаются сложные формы рудных тел – седловидные, куполообразные и др.

В большинстве случаев месторождение бывает представлено не одним, а несколькими рудными телами. Эти совместно залегающие рудные тела бывают отделены одно от другого массивом пустой породы, иногда пересекаются, соединяются и снова разделяются.

Месторождения нередко нарушаются сбросами, сдвигами, бывают - изогнуты, перемяты, раздроблены, в результате чего разработка их усложняется.

Чем не правильнее залежь по форме, чем больше тектонических нарушений она имеет, тем сложнее её разработка.

Кроме формы месторождения, важным признаком является характер его контакта с вмещающими породами. Контакт в одних случаях бывает выражен резко: рудное тело отчётливо отделяется от вмещающих пород. В других случаях переход от руды к пустой породе происходит постепенно, границы промышленного оруденения можно установить только путём опробования. Разработка месторождений с отчётливыми контактами проще. Иногда наличие оруденения во вмещающих породах благоприятно сказывается на разработке, т.к. руда при отбойке засоряется не пустыми, а рудоносными породами.

В зависимости от характера распределения рудных минералов различают сплошные и вкраплённые руды. Сплошные руды состоят из рудных минералов, смешанных с небольшим количеством породы; они обычно имеют резкие границы с вмещающими породами. Вкраплённые руды представляют собой относительно редкие вкрапления рудных минералов в рудной породе и, как правило, не имеют отчётливых границ с вмещающими породами.

Глубина залегания месторождения в значительной степени влияет на выбор способа и системы разработки. Глубоко залегающими считаются месторождения с глубиной залегания более 800м.

Строение залежи. По этому признаку различают:

а) простые залежи с однородным строением без существенных прослойков и включений; все полезные ископаемые вынимающие вместе (валовый способ);

б) сложные залежи содержат наряду с кондиционным полезным ископаемым, некондиционные сорта, а также прослойки или включения пустых пород с чётко выраженными контактами; в этом случае осуществляется раздельная (селективная) разработка кондиционного и некондиционного полезного ископаемого и пустых пород;

в) рассредоточенные залежи имеют сложное строение, при котором кондиционное и некондиционное полезное ископаемое и пустые породы распределяются в толще земной коры без определённой закономерности и чётко выраженных контактов. В этом случае для раздельной разработки кондиционного полезного ископаемого требуется детальная разведка.

Пластовые месторождения имеют стабильную мощность и чёткие контакты с вмещающими породами. Они обычно осадочного происхождения.

Пластообразные месторождения характеризуются нестабильной формой и мощностью, различными углами падения. Обычно осадочного и осадочно-метаморфического происхождения.

Линзообразные месторождения имеют форму линзы, различные размеры и углы падения.

Жильные месторождения могут быть простыми и сложными (с невыдержанными элементами залегания и нечёткими контактами с вмещающими породами) или состоящими из ряда тонких жил и множества прожилков.

Штокообразные месторождения представляют собой рудное тело неправильной формы и большого размера.

Гнездообразные месторождения состоят из мелких по размерам рудных тел (гнёзд) неправильной формы. Промышленное значение имеют месторождения с большим количеством гнёзд.

Рудные тела характеризуются обычно мощностью, углом падения, длиной по простиранию, глубиной распространения и площадью. По мощности рудные тела разделяются на 5 групп: очень тонкие – до 0,7м, тонкие от 0,7 до 2,0м, средней мощности – от 2 до 5м, мощные – от 5 до 20м, весьма мощные – от 20м; по углу падения на пологие (от 0⁰ до25⁰), наклонные (от 25 до 45⁰) и крутые (от 45⁰ -90⁰).