ОСНОВЫ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

0
74

Открытая разработка представляет собой комплекс горных работ, при котором все производственные процессы, необходимые для извлечения полезного ископаемого из недр земли, совершаются непосредственно с земной поверхности (рисунок 2.1).

Поэтому применялась она еще в древнейшее время, когда извлекались только те полезные ископаемые, которые залегали наиболее близко к земной поверхности. По мере увеличения глубины работ открытый способ становился невыгодным, так как удаление увеличивающегося объема пустых пород посредством мускульного труда было слишком трудоемким и дорогим. Поэтому открытый способ разработки на длительное время был в основном вытеснен подземным, при котором не требовалось выемки пустых пород. Лишь с конца XIX века в связи с внедрением горных машин открытые работы начали получать широкое распространение. С этого времени, а особенно в 30–50годы XX столетия, применение открытого способа разработки непрерывно расширялось во всем мире. Так, если в 1950 г. доля добычи угля открытым способом составляла 11 %, то к 1980 г. она увеличилась до 38 %, а по Кузбассу составляет более 40 %. За это же время объем добычи железной руды возрос с 44

до 88%.

27

Рисунок 2.1. Схема открытой разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом: 1 – экскаватор; 2 – автосамосвал; 3 – бульдозер; 4 – буровой станок; 5 – рабочие горизонты; 6 – взорванная масса; 7 – залежь полезного ископаемого;

8 – скважины; 9 – въездная траншея; 10 – отвал пустых пород

В России наиболее старыми являются Уральские железорудные карьеры. Горные работы в них ведутся с XVIII века – на Гороблагодатском с 1735 г., на Высокогорном с 1781 г. Однако техническая оснащенность карьеров была низкой – преобладали ручная погрузка и конная откатка грузов. Горное машиностроение было развито слабо. Путиловский завод, единственный в России изготовлявший экскаваторы, выпустил всего 25 штук. Они были громоздкие, малопроизводительные, с паровым приводом и на железнодорожном ходу.

Значительное развитие открытых горных работ началось в период первых пятилеток. Были введены в действие такие крупные карьеры, как Магнитогорский железорудный (1930 г.), Коунрадский меднорудный (1936 г.), Краснобродский и Бачатский угольные разрезы (1948–1950гг.) и др.

Наиболее быстрое развитие открытых горных работ началось в послевоенный период, чему способствовал выпуск современного карьерного горнотранспортного оборудования. В период 1947–1950гг. на карьеры

28

стали поступать экскаваторы СЭ-3,драглайныЭШ-4/40,ЭШ-6/60,ЭШ14/65, большегрузные автосамосвалы и думпкары и другая техника, что способствовало значительному улучшениютехнико-экономическихпоказателей открытого способа добычи. Для разработки скальных пород в дальнейшем были созданы новые буровые станки шарошечного и огневого бурения, карьерные экскаваторы мехлопаты с ковшом вместимостью до 20 м3, думпкары грузоподъемностью 180 т, автосамосвалы грузоподъемностью110–180т, а также целая серия вспомогательного оборудования.

С внедрением новой техники совершенствовались технология ведения горных работ и параметры карьеров. Сейчас проектируются карьеры глубиной до 700 м. Высота уступа увеличилась с 7 до 40 м. Широкое применение получили бестранспортные и транспортно-отвалъныетехнологические схемы, повысилась интенсивность отработки (углубка карьеров достигает15–20м/год), возросла производственная мощность карьеров.

Одной из характерных особенностей открытых горных является необходимость удаления значительных объемов покрывающих и вмещающих пород. Поэтому, при открытой разработке различают вскрышные идобычные работы.

Под вскрышными работами понимают совокупность производственных процессов по выемке и удалению пустых пород, обеспечивающих доступ к полезному ископаемому.

Добычными работами называют совокупность производственных процессов по извлечению полезного ископаемого из недр земли.

Объем вскрышных работ обычно в несколько раз превышает объем добычных, а при добыче ценных полезных ископаемых – и в 10–20раз. Вскрышные и добычные работы ведутся совместно, причем вскрышные несколько опережают добычные во времени и пространстве. Вскрышу ук-

29

ладывают в специальные насыпи – отвалы. Совокупность объемов пустых пород и полезного ископаемого называютгорной массой.

Количественная оценка удаляемых вскрышных пород производится с помощью специального показателя – коэффициента вскрыши. Под ним понимают объемное ли весовое количество пустых пород, приходящееся на единицу объема или массы полезного ископаемого. Коэффициент вскрыши показывает, какое количество вскрыши необходимо переместить в отвалы для добычи единицы полезного ископаемого. Коэффициент вскрыши измеряется в т/т, м33, м3/т.

Различают несколько основные виды коэффициентов вскрыши (рисунок 2.2):

средний (Кср– отношение объема вскрышных пород в конечных контурах карьера к запасам полезного ископаемого в этих же контурах;

текущий (Кт– перемещаемых в отвалы в течение месяца, квартала, полугодия, года,

эксплуатационный (Кэ— отношение объема вскрышных пород к объему полезного ископаемого за период эксплуатации карьера;

граничный (Кгр– максимально допустимое соотношение объемов пустых пород и полезного ископаемого, при котором открытая разработка месторождения экономически целесообразна.

а б

30

в

г

Рисунок 2.2. Схемы к расчету коэффициентов вскрыши: а – средний; б – текущий; в – эксплуатационный; г — граничный

Разработка месторождения открытым способом рентабельна, когда себестоимость добычи полезного ископаемого оне превышаеткакой-тодопустимой величиныи). В качестве допустимой себестоимости чаще всего принимают оптовую цену за 1 мполезного ископаемого или себестоимость добычи подземным способом. Граничное условие Со = Си. Границу открытых горных работ (предельную глубину карьера) устанавливают по величине граничного коэффициента вскрыши, из условия Кср ≤ Кгр.

Входе разработки месторождения открытым способом можно выделить четыре периода: подготовительный, строительный, эксплуатационный, заключительный.

Подготовительный период включает работы по подготовке месторождения, осушению и ограждению от вод поверхностного стока.

Встроительный период входят работы по созданию начального фронта вскрышных и добычных работ, строительство транспортных коммуникаций.

Эксплуатационный период охватывает горные работы по вскрыше и добыче в пределах плана.

31

Заключительный период – это работы по рекультивации нарушенных горными работами земель.

Степень экономической эффективности открытых горных работ характеризуется величиной технико-экономическихпоказателей, к основным из которых относятся прибыль, рентабельность, себестоимость.

Под прибылью понимается разница между ценностью реализуемой товарной продукции и затратами на ее производство.

Рентабельность – это отношение прибыли, полученной в течение года, к общей величине средств (основных и оборотных фондов), находящихся на предприятии.

Себестоимость (Со– затраты, приходящиеся на 1 т добычи полезного ископаемого, складываются из затрат на собственно добычуди вскрышув):

Со = Сд + Св·К, где К – коэффициент вскрыши, т/т.

Преимущества открытых горных работ по сравнению с подземными состоят в следующем:

применение более мощной и производительной техники, в результате чего достигается лучшие технико-экономическиепоказатели – производительность труда в5–8раз выше, а себестоимость добычи в2–4раза ниже, чем на шахтах;

капитальные затраты, связанные со строительством карьера в2–4раза меньше, чем на строительстве шахт одинаковой с карьером мощностью;

более высокие темпы роста производительности труда и снижения затрат на добычные работы;

на карьерах меньше потери полезного ископаемого и легче производить раздельную выемку различных сортов руд;

32

при открытой разработке месторождений легче увеличить в случае надобности производственную мощность предприятия;

на карьерах обеспечиваются более высокая безопасность труда и лучшие производственные условия.

Вместе с тем открытым разработкам свойственны и недостатки:

необходимость отчуждения больших земельных угодий для размещения карьеров и отвалов пустых пород;

понижение уровня грунтовых вод на больших площадях;

зависимость от климатических условий, что наиболее сильно проявляется в условиях сурового климата.

2.2.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ЭЛЕМЕНТЫ И ПАРАМЕТРЫ КАРЬЕРА

Карьер в хозяйственном значении – это горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения, а в техническом значении – это совокупность открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения. Угольные карьеры обычно на-

зывают разрезами.

Месторождения или его часть, разрабатываемые одним карьером, называется карьерным полем. Площадь карьерного поля обычно составляет от 0,5 до 4 тыс. га. Участок земной поверхности, занимаемый карьером, его службами и цехами, называется земельным отводом. Площадь земельного отвода во много раз превышает площадь карьерного поля. На рисунке 2.3 представлена схема основных объектов карьера в границах земельного отвода.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь