Статьи

ТОР 1.Горно – геологические и горнотехнические условия ведения подземных работ

Страница 1 - 1 из 4
Начало | Пред. | 1 2 3 4 | След. | Конец

Происхождение угля

Угли – твердые горючие ископаемые, образовавшиеся из отмерших растений.
Углеобразование – последовательное превращение отмерших растений в ископаемый уголь.

Процесс углеобразования протекал с различной интенсивностью в отдельные геологические периоды истории Земли на крупных площадях и локальных участках всех континентов, где сложились благоприятные условия (кембрий – палеозой, мезозой, кембрий - 400 – 60 млн. лет). Влажный жаркий климат способствовал быстрому росту пышной растительности. Растительность накапливалась, заливалась древними морями и реками, заносилась илом, песком. В результате биохимических реакций без доступа аэробных бактерий (без доступа воздуха) растительная биомасса постепенно превращалась в ископаемый уголь – бурый, каменный, антрацит. В результате геологической деятельности – опускания и поднятия морского дна, происходивших по несколько раз – образовалось много отдельных пластов угля, разделенных слоями пустых пород.

Виды ископаемых углей, их применение в народном хозяйстве

Бурые угли - 60-75% углерода, много влаги воды. Теплотворная способность их 5000-7200 ккал/ кг. При хранении на открытом воздухе они быстро выветриваются. Бурые угли используют обычно как энергетическое топливо. Некоторые сорта бурого угля являются сырьем для получения различных химических продуктов.
Каменные угли - 75-87% углерода, теплотворная способность их 7500-9000 ккал/ кг. Эти угли более крепкие, чем бурые, при ударе раскалываются на отдельные куски, по цвету -черные. Каменные угли применяют в промышленности для различных целей. Наиболее ценными являются коксующиеся угли, отличающиеся от обыкновенных каменных углей тем, что при обработке в специальных коксовых печах при температуре 750-1100° без доступа воздуха спекаются, образуя особый продукт - кокс, который применяют на металлургических заводах для выплавки чугуна в доменных печах. При этом из угля выделяются смола и газообразные продукты, из которых после соответствующей переработки изготавливают свыше 300 различных веществ, играющих важную роль в народном хозяйстве.
Антрациты - 87-98% углерода, полуметаллический блеск и раковистый излом, теплотворная способность 7600-9000 ккал/ кг. Цвет антрацита - бархатно- черный, очень крепкий, горит слабым пламенем или совершенно без пламени, почти не выделяет дыма и не спекается, он загорается труднее, чем каменный уголь и для сжигания требует большого количества воздуха, т.е. создания сильной тяги.

Угли подразделяются на технологические марки:

• A - Антрацит
• ПА - Полуантрацит
• Ж - Жирный
• К - Коксовый
• К2 - Коксовый второй
• Г - Газовый
• Д - Длиннопламенный
• ОС - Отощенный спекающийся
• СС - Слабоспекающийся
• Т - Тощий
• КЖ - Коксовый жирный
• ГЖ - Газовый жирный
• Б - Бурый

По крупности кусков выделяют следующие классы:

• Плитный (П) - 100-200 мм
• Крупный (К) - 50-100 мм
• Орех (О) - 25-50 мм
• Мелкий (М) - 13-25 мм
• Семечко (С) - 6-13 мм
• Штыб (Ш) - 0-6 мм
• Рядовой (Р) - 0-200 мм

Горные породы - природные минеральные агрегаты, слагающие оболочку (литосферу) Земли. Они подразделяются на коренные и наносные.
Коренные породы – это породы, залегающие на месте первоначального образования и не подвергавшиеся разрушению.
Наносы – это рыхлые осадочные породы, которые образовались в результате разрушения коренных пород (выветривание, размыв водой и пр.).

Коренные породы по происхождению делятся на три класса:

1. Осадочные, которые образовались при осаждении веществ на дне водных бассейнов, на поверхности материков. Особенностью их является слоистость, т.е. чередование слоев различного состава. К ним относятся: уголь, аргиллит, алевролит, песчаник, известняк, глина и др.
2. Магматические, которые образовались в результате застывания на поверхности Земли или в недрах земной коры магмы. Гранит, сиенит, диабаз, базальт и др.
3. Метаморфические, образовались из осадочных и магматических в результате изменения (метаморфизма) под влиянием высокой температуры и давления. Кварциты, мрамор.

Верхняя часть земной коры, непосредственно доступная изучению, до глубины 20км сложена на 95% изверженными породами, на 4% - метаморфическими, 1% - осадочными.
Горная порода, которая может быть использована человеком для различных целей, называется полезным ископаемым.
Горные породы, вмещающие полезные ископаемые, называются пустыми породами. Деление пород на пустые породы и полезное ископаемое – условно

В природе полезные ископаемые могут встречаться в твердом (каменный уголь, руды, драгоценные камни, мрамор и пр.), жидком (нефть, вода, рассолы) и газообразном состоянии ( различные газы).
Естественные скопления полезного ископаемого в земной коре, называются месторождением полезных ископаемых.
Месторождения могут быть коренными и россыпными.

Горные породы под действием сил земного притяжения находятся в сжатом напряженном состоянии, которое до проведения выработки является равновесным и устойчивым. Пустоты, образованные в результате горных работ, нарушают это равновесие. В массиве, окружающем выработку, возникают напряжения – неуравновешанные силы, которые называют горным давлением.
Горное давлении проявляется: в виде прогиба, растрескивания и обрушения горных пород, стреляния, вывала бортов выработок, пучения почвы, горных ударов пр.

Свойства горных пород обуславливаются их составом и строением.
К физическим свойствам относятся такие параметры, как: плотность, упругость, прочность, тепловые, магнитные, электрические и прочие свойства.
Горнотехнические свойства – это крепость, абразивность, твердость, буримость, взрываемость и пр.
Изменение одних свойств, ведет к изменению других свойств.
Пример: увеличение пористости ведет к снижению плотности, прочности, упругости, теплопроводности, водопроницаемости и пр.

Свойства горных пород – горнотехнологические параметры – используются для расчетов производительности различных агрегатов, нормирования труда горнорабочих.
К ним относятся: строение и сложение пород, слоистость, прочность, крепость, пористость, вязкость, упругость, твердость, абразивность, пластичность, хрупкость, буримость, разрыхляемость и др.
Строение и физические свойства горных пород обуславливают безопасное и эффективное ведение горнопроходческих и очистных работ.
Состояние и свойства пород определяют способ проведения выработок, тип и плотность крепи подготовительных выработок.
Проявление горного давления и устойчивость выработок в значительной степени зависит от плотностных, водно – физических, прочностных и деформационных свойств пород.
Плотностные свойства – это плотность, объемная масса, удельный вес, объемный вес, насыпная объемная масса и пористость.
В свою очередь пористость определяет водопоглащение, водопроницаемость, газопроницаемость, прочность.
Вводно-физические свойства горных пород – естественная влажность, водопоглащение, размокаемость, размягчаемость, разбухаемость.

Например: абразивность – это способность горной породы изнашивать узлы и детали горных машин, горного инструмента. Чем выше абразивность, тем прочнее должен быть горный инструмент, тем выше его стоимость.
Применяются различные классификации горных пород: по углу падения, по мощности, крепости, устойчивости, обрушаемости и пр.

Крепость горных пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова.

Предел прочности горных пород на одноосное сжатие (в кг/см2) деленное на 100 или в МПа/10.
Пример: если предел прочности крепкого каменного угля на одноосное сжатие 150 кг/см2 разделим на 100, то получим коэффициент крепости по шкале Протодьконова равным 1,5. Обозначается латинской буквой "f ".

Страница 1 - 1 из 4
Начало | Пред. | 1 2 3 4 | След. | Конец
Количество показов: 107928
rating:  2.58