Подземная добыча полезных ископаемых в осадочных породах.

Введение

Методы добычи, применяемые для извлечения минералов и материалов из осадочных пород

Подземная добыча мягких пород – это совокупность подземных методов добычи, используемых для извлечения угля, нефтяного сланца, калийных солей и других минералов или геологических материалов из осадочных ("мягких") пород. Поскольку залежи в осадочных породах обычно слоистые и относительно непрочные, методы добычи, применяемые здесь, отличаются от методов, используемых для разработки месторождений в магматических или метаморфических породах (см. подземную добычу твердых пород). Подземные методы добычи также существенно отличаются от методов открытой добычи.

Методы подземного добычи мягкой породы

Длинностеновая добыча – Комплект оборудования для длинностеновой добычи состоит из угольного комбайна, установленного на конвейере, работающем под рядом самоходных гидравлических крепежных стоек. Почти весь процесс может быть автоматизирован. Длинностеновые комбайны обычно имеют ширину 150–250 метров и высоту от 1,5 до 3 метров. Длинностеновые комбайны вынимают "панели" – прямоугольные блоки угля, ширина которых соответствует длине выработки, а длина может достигать нескольких километров. Мощные механические угольные отбойники (комбайны) отрезают уголь от пласта, который падает на бронированный конвейер для выемки. Длинностеновые комбайны могут продвигаться в угольный пласт или, чаще, отступать между подготовительными выработками (называемыми "штреками"). По мере отступания длинностенового комбайна вместе с панелью, кровля за крепежными стойками обрушается планомерно и контролируемо. Камерно-столбовая система добычи – Камерно-столбовая система добычи, также известная как непрерывная добыча, обычно применяется в пластах, имеющих небольшой угол наклона или горизонтальное залегание. Столбы оставляют на месте в регулярном порядке, а камеры вынимают. На многих шахтах, работающих камерно-столбовой системой, столбы вынимают, начиная с наиболее удаленной точки от выхода горной выработки, отступая и позволяя кровле обрушиться на отработанное пространство. Камерно-столбовая система хорошо приспособлена к механизации и используется для добычи угля, калийных солей, фосфатов, соли, нефтяного сланца и урановых руд. Взрывная добыча – Устаревший способ добычи угля, при котором для разрушения угольного пласта используются взрывчатые вещества, такие как динамит, после чего уголь собирается и загружается на самоходные вагонетки или конвейеры для транспортировки в центральное место погрузки. Этот процесс состоит из ряда операций, начинающихся с "подрезки" угольного пласта, чтобы он легко разрушался при взрыве. В настоящее время этот способ добычи составляет менее 5% от общего объема подземной добычи в США. Короткостеновая добыча – Способ добычи угля, на долю которого приходится менее 1% глубокой добычи угля. Короткостеновая добыча включает использование комбайна непрерывного действия с передвижными крепежными стойками, аналогичными используемым при длинностеновой добыче. Комбайн непрерывного действия вынимает угольные панели шириной 150–200 футов и длиной более полумили, в зависимости от геологических условий и других факторов. Отжим угля – Хотя этот метод больше не используется в широкой практике из-за большого расхода воды и экологического ущерба, вызванного отжимом угля, в конце 1930-х годов компания DuPont разработала метод, который был значительно быстрее и менее трудоемким, чем предыдущие методы разделения легкого угля от пустой породы (например, сланца). Этот метод получил название "отжим угля" или "метод разделения по плотности".

Longwall mining – A set of longwall mining equipment consists of a coal shearer mounted on a conveyor operating underneath a series of self advancing hydraulic roof supports. Almost the entire process can be automated. Longwall mining machines are typically 150–250 metres in width and 1.5 to 3 metres high. Longwall miners extract "panels" rectangular blocks of coal as wide as the face the equipment is installed in, and as long as several kilometres. Powerful mechanical coal cutters (shearers) cut coal from the face, which falls onto an armoured face conveyor for removal. Longwalls can advance into an area of coal, or more commonly, retreat back between development tunnels (called "gateroads") As a longwall miner retreats back along with a panel, the roof behind the supports is allowed to collapse in a planned and controlled manner. Room and pillar mining – Room and pillar mining, also known as continuous mining, is commonly done in flat or gently dipping bedded ores. Pillars are left in place in a regular pattern while the rooms are mined out. In many rooms and pillar mines, the pillars are taken out, starting at the farthest point from the mine haulage exit, retreating, and letting the roof come down upon the floor. Room and pillar methods are well adapted to mechanization, and are used in deposits such as coal, potash, phosphate, salt, oil shale, and bedded uranium ores. Blast mining – An older practice of coal mining that uses explosives such as dynamite to break up the coal seam, after which the coal is gathered and loaded onto shuttle cars or conveyors for removal to a central loading area. This process consists of a series of operations that begins with "cutting" the coalbed so it will break easily when blasted with explosives. This type of mining accounts for less than 5% of total underground production in the U. S. today. Shortwall mining – A coal mining method that accounts for less than 1% of deep coal production, shortwall involves the use of a continuous mining machine with moveable roof supports, similar to longwall. The continuous miner shears coal panels 150–200 feet wide and more than a half mile long, depending on other things like the strata of the Earth and the transverse waves. Coal skimming – While no longer in general use, because of the massive amount of water needed and also as a result of the environmental damage caused by coal skimming, in the late 1930s DuPont developed a method that was much faster and less labour intensive than previous methods to separate the lighter coal from the mining refuse (e. g. slate) called "coal skimming" or the "sink and float method".