Морфология и условия залегания тел полезных ископаемых являются основными природными факторами, определяющими выбор наиболее рационального способа вскрытия и разработки месторождения (участка) и технологии добычи. С учетом природных и технологических факторов предусматривают глубину разработки месторождений и углы наклона бортов карьера, оптимальные размеры потерь и разубоживания. Эти факторы влияют также на выбор системы разработки, размеры эксплуатационных блоков, высоту уступов карьера.
Морфология тел зависит от вещественного состава руд. Тела простой формы с равномерным распределением рудной минерализации более благоприятны для отработки, чем сложные по форме тела с неравномерным (дискретным) оруденением.
Наиболее простые по форме – изометричные тела. Среди плоских морфологических разностей встречаются как простые по форме тела, так и сложные. Более сложную форму имеют трубообразные тела. Для большинства эндогенных месторождений с глубиной отмечается усложнение формы тел.
Изометричные большеобъёмные тела штокверкового типа независимо от сложности их внутреннего строения отрабатывают открытым способом. При выборе способа отработки тела в форме штока определяющим фактором является соотношение его размера с глубиной залегания, что выражается в величине коэффициента вскрыши; учитываются также вид полезного ископаемого и взаимодействие с окружающей средой. Так, например, шток каменной соли, залегающий близко от дневной поверхности, отрабатывают подземным способом.
На выбор способа отработки плоских по форме тел с субгоризонтальным или пологим залеганием в основном влияет их глубина от дневной поверхности. Наклонные тела отрабатывают с поверхности карьером, а на глубоких горизонтах, так же как и круто падающие тела, – подземными системами. Кимберлитовые алмазоносные трубки разрабатывают глубокими карьерами, а трубчатые тела метасоматических, например свинцово-цинковых, руд – подземным способом. При проходке подготовительных и нарезных горных выработок следует учитывать склонение крутопадающих жил, а для трубообразных тел – величину угла ныряния.
Принятая система подземной разработки должна обеспечить, с одной стороны, возможность использования высокопроизводительных технических средств, а с другой – минимальные размеры потерь и разубоживания. При высоком качестве руд применяют закладочные системы с полной их выемкой. Тела с низким качеством и неравномерным распределением полезных компонентов разрабатываются системами с оставлением некоторой части руд в целиках.
Вещественные составы руд в естественном залегании и поступающих в переработку существенно отличаются по соотношению рудных и жильных минералов, качественной характеристике. Содержание полезных компонентов в товарной руде за счет разубоживания обычно ниже, чем в разрабатываемых запасах. Технические параметры (влажность, кусковатость и др.) перерабатываемой руды косвенно зависят от морфологии и условий залегания тела, системы и технологии разработки.
Простые по составу руды обычно перерабатывают с более высокими технологическими показателями, чем сложные руды. При переработке комплексных руд необходимо добиваться максимального извлечения основных и сопутствующих компонентов. Последние могут извлекаться вместе с основными либо переходить в промпродукты обогащения, либо входить в состав конечной продукции, улучшая ее качество. Например, из железных руд, содержащих титан, ванадий и марганец, выплавляют специальные марки чугуна и стали. Такие руды называют природно-легированными. При рациональном варианте обогащения комплексных руд получают селективные концентраты. Например, раздельное извлечение флотацией шеелита, молибденита, сульфидной, карбонатной и оксидной меди из руд некоторых скарновых месторождений. При металлургическом переделе молибденовых концентратов извлекают рений, медных – золото и т.д.
Технологические показатели переработки руд зависят также от их фазового состава. Часть минералов, в состав которых входят полезные компоненты, извлекать технически невозможно или экономически нецелесообразно. Так, при производстве медных концентратов практически не извлекаются силикатные и фосфатные минералы меди, также обычными методами обогащения не извлекаются станнин (Cu2FeSnS4) из оловянных руд, тунгстит (H2WO4) из вольфрамовых руд, молибдит из первичных молибденовых руд. При доменной плавке уходит в шлак силикатное железо.
Лекция 2