Технология добычи полезных ископаемых открытым способом

Добыча полезных ископаемых открытым способом;

Открытым способом разработки месторождения называтю такой способ проведения горных работ, когда все полезные ископаемые добываются непосредственно с поверхности земли, или происходит добыча полезных ископаемых открытым способом. Горное предприятие, которое занимается открытой разработкой найденного месторождения называется карьером. Подобный способ добычи имеет ряд преимуществ в сравнении с подземным.

Открытые горные работы применяются при добыче металлических руд, углей, нерудных полезных ископаемых.

Открытым способом разработки месторождений достигаются более совершенная механизация работ, повышение производительности труда и снижение себестоимости продукции.

Открытый способ добычи полезных ископаемых имеет бесспорные гигиенические преимущества. Он является радикальным путем профилактики основных, профессиональных заболеваний горняков – пневмокониозов и вибрационной болезни; при этом способе добычи создаются также более безопасные условия труда, в результате чего травматизм при работе в карьерах значительно ниже, чем на шахтах.

В РФ в настоящее время с помощью открытого способа разработки полезных ископаемых добывается свыше 4/5 железной руды и горно-химического сырья, около 2/3 руд цветных металлов, почти весь объем неметаллических полезных ископаемых и строительных горных пород, более 1/3 угля, причем в ближайшей перспективе намечено довести удельный вес добычи угля открытым способом до 56 – 60% за счет ускоренного освоения Кузнецкого, Экибазстузского, Канско-Ачинского и других угольных бассейнов Сибири и Дальнего Востока.

Открытые разработки в рудной промышленности принято называть карьерами, в угольной – разрезами, при добыче камня – каменоломнями. Чаще всего ко всем видам открытых разработок применяется термин карьер.

Карьер представляет собой котлован, боковые поверхности которого разделены на горизонтальные слои-уступы. Боковые поверхности, ограничивающие карьер, называются бортами, В современных карьерах высота уступов достигает 10 – 15 м. Оборудование в карьерах размещено на горизонтальных площадках, которые обеспечивают устойчивость бортам и служат для передвижения транспорта.

Глубина карьера определяется глубиной залегания полезного ископаемого и мощностью пласта. В нашей стране глубина многих карьеров более 100 м. Так, в железорудной промышленности средняя глубина карьеров составляет 200 м. Глубина отдельных карьеров достигает 320 м (Сарбайский, Соколовский). Проектная глубина ряда карьеров700-800м.

Характер рельефа, уровень залегания фунтовых вод учитываются при проектировании системы отработки полезного ископаемого. Они сказываются и на экологических последствиях добычи: размещении отвалов, разносе пыли и газов, образовании депрессионных воронок, карста, поведении подотвальных вод и многого другого. Способы и масштабы извлечения руд меняются со временем.
Промышленная добыча полезных ископаемых, начиная с XVIII века, велась с помощью вертикальных горных выработок: глубоких шурфов (до 10 м), шахт. Из вертикальной выработки при необходимости проходилось несколько горизонтальных выработок, глубина которых определялась уровнем залегания подземных вод. Если они начинали заполнять шахту, шурф, добыча прекращалась из-за нехватки водоотливной техники. Следы старых горных выработок можно наблюдать и сегодня в окрестностях Пласта, Кусы, Миасса и многих других городов и поселков горнозаводской зоны области. Часть из них остается незакрытой, не загороженной до сих пор, что представляет определенную опасность. Таким образом, вертикальная амплитуда изменений природной среды, связанных с добычей минерального сырья, до XX столетия едва превышала 100 м.
С появлением мощных насосов, осуществляющих водоотлив из выработок, экскаваторов, большегрузных автомобилей, разработка минеральных ресурсов все чаще ведется открытым способом — карьерным.
На Южном Урале, где большинство месторождений залегает на глубинах до 300 м, преобладает карьерная добыча. В карьерах добывается до 80 % (по объему) всех полезных ископаемых. Самой глубокой горной выработкой на территории области является Коркинский угольный разрез. Его глубина на конец 2002 года была равна 600 м. Крупные карьеры имеются в Бакале (бурые железняки), Сатке (магнезиты), Межозерном (медная руда), Верхнем Уфалее (никель), Магнитогорске и Малом Куйбасе (железо).
Очень часто карьеры располагаются в городской черте, на окраинах поселков, что серьезным образом сказывается на их экологии. Много мелких карьеров (несколько сотен) находится в сельской местности. Практически каждое крупное сельское предприятие имеет свой карьер площадью 1—10 га, где добываются щебень, песок, глина, известняк для местных нужд. Обычно добыча ведется без соблюдения каких-то экологических норм.
Подземные горные выработки—шахты (шахтные поля) также широко распространены в области. В большинстве из них добыча полезных ископаемых сегодня уже не ведется, они выработаны. Часть шахт затоплена водой, часть заложена спущенной в них пустой породой. Площадь отработанных шахтных полей только в Челябинском буроугольном бассейне составляет сотни квадратных километров.
Глубина современных шахт (Копейск, Пласт, Межевой Лог) достигает 700—800 м. Отдельные шахты Карабаша имеют глубину 1,4 км. Таким образом, вертикальная амплитуда изменений природной среды в наше время, с учетом высоты отвалов, терриконов на территории Южного Урала достигает 1100—1600 м.
Россыпные месторождения золота в речных песках разрабатываются в последние десятилетия с помощью драг — крупных промывальных машин, способных брать рыхлую породу с глубин до 50 м. На мелких россыпях добыча ведется гидравлическим способом. Породы, содержащие золото, размываются мощными струями воды. Результатом такой добычи становится “рукотворная пустыня” со смытым почвенным слоем и полным отсутствием растительности. Такие пейзажи вы встретите в Миасской долине, к югу от Пласта. Масштабы добычи минерального сырья увеличиваются ежегодно.
Это связано не только с ростом потребления тех или иных минералов, пород, но и с уменьшением содержания в них полезных компонентов. Если раньше на Урале, в Челябинской области отрабатывались полиметаллические руды с содержанием полезных элементов 4—12%, то теперь разрабатываются бедные руды, где содержание ценных элементов едва достигает 1%. Для того, чтобы получить из руды тонну меди, цинка, железа, необходимо добыть из недр гораздо больше породы, чем в прошлом. В середине XVIII столетия суммарная добыча минерального сырья в год составляла в крае 5—10 тыс. тонн. В конце XX столетия горные предприятия области перерабатывают ежегодно 75—80 млн тонн горной массы.
Любой способ добычи полезных ископаемых значительно влияет на природную среду. Особое влияние испытывает верхняя часть литосферы. При любом способе добычи происходит значительная выемка пород и их перемещение. Первичный рельеф заменяется техногенным. В горной местности это приводит к перераспределению приземных потоков воздуха. Нарушается цельность определенного объема пород, увеличивается их трещиноватость, появляются крупные полости, пустоты. Большая масса пород перемещается в отвалы, высота которых достигает 100 м и более. Нередко отвалы располагаются на плодородных землях. Создание отвалов обусловлено тем, что объемы рудных полезных ископаемых по отношению к вмещающим их породам невелики. Для железа и алюминия это 15—30%, для полиметаллов — около 1—3%, для редких металлов — менее 1%.
Откачка воды из карьеров и шахт создает обширные депрессионные воронки, зоны снижения уровня водоносных горизонтов. При карьерной добыче диаметры этих воронок достигают 10—15 км, площади — 200—300 кв. км.
Проходка шахтных стволов приводит также к соединению и перераспределению вод между ранее разобщенными водоносными горизонтами, прорывам мощных потоков воды в туннели, забои шахт, что значительно затрудняет добычу.
Истощение фунтовых вод в районе горных выработок и осушение поверхностных горизонтов сильно влияют на состояние почв, растительного покрова, величину поверхностного стока, обуславливают общее изменение ландшафта.
Создание крупных карьеров и шахтных полей сопровождается активизацией различных инженерно-геологических и физико-химических процессов:
— возникают деформации бортов карьера, оползни, оплывины;
— происходит оседание земной поверхности над отработанными шахтными полями. В скальных породах оно может достигать десятков миллиметров, в некрепких осадочных породах — десятков сантиметров и даже метров;
— на соседних с горными выработками площадях усиливаются процессы эрозии почв, оврагообразования;
— в выработках и отвалах активизируются во много раз процессы выветривания, идет интенсивное окисление рудных минералов и их выщелачивание, во много раз быстрее, чем в природе, идет миграция химических элементов;
— в радиусе нескольких сот метров, а иногда и километров, происходит загрязнение почв тяжелыми металлами при транспортировке, ветровом и водном разносе, почвы также загрязняются нефтепродуктами, строительным и промышленным мусором. В конечном счете, вокруг крупных горных выработок создается пустошь, на которой растительность не выживает. Например, разработка магнезитов в Сатке привела к гибели сосновых лесов в радиусе до 40 км. Пыль, содержащая магний, попала в почву и изменила щелочно-кислотный баланс. Почвы из кислых превратились в слабощелочные. Кроме того, карьерная пыль как бы зацементировала хвою, листья растений, что вызвало их оскудение, увеличение мертвопокровных пространств. В конечном итоге, леса погибли.

Что такое карьер? Технология добычи полезных ископаемых открытым способом

Наиболее древней, но сохранившей актуальность и по сей день технологией добычи полезных ископаемых является разработка открытым способом. Уже в Древнем Египте знали, что такое карьер, а первые открытые горные выработки известны нам из эпохи палеолита. В античном мире подобная технология применялась для добычи мрамора. Наибольших успехов при этом достигли строители Древней Греции.

Преимущества карьеров

Для того чтобы понять, что такое карьер, необходимо познакомиться с открытым способом добычи полезных ископаемых. Суть этого метода состоит в том, что ресурсы добывают непосредственно с поверхности земли путем вскрытия верхних слоев литосферы. А совокупность горных выработок или предприятий и называется карьером.

1. Высокая степень безопасности.
2. Более комфортные условия для рабочих.
3. Простота организации работ.
4. Короткие сроки возведения сооружения.
5. Низкое капиталовложение.
6. Более полное извлечение ресурсов.

Но что такое карьер не позволяет вновь сделать основным местом добычи полезных ископаемых? В качестве основного фактора можно назвать снижение экономической выгоды: чем дольше разрабатывается земная поверхность, тем глубже становится карьер, из-за чего увеличиваются расходы по доставке материала к перерабатывающим предприятиям. На данном этапе развития добывающей промышленности это основной барьер на пути развития открытого способа добычи.

Основные элементы карьера

Проще всего карьер представить в виде конуса, вершина которого погружена в земную поверхность. Внутри такого «конуса» можно заметить спиральные съезды, которые образованы уступами. Основными элементами, которые способны охарактеризовать любой, будь то каменный или песчаный карьер, являются:

1. Дно карьера – поверхность нижнего уступа, которая именуется также подошвой. Если ведется добыча морфологически сложных и протяженных пород, то дно может иметь ступенчатую структуру.
2. Глубина карьера – расстояние верхнего среза до самой низкой точки горной разработки. Эта величина может достигать значения в 1000 метров.
3. Предельная глубина – максимальное расстояние от верхнего края до нижнего контура, при котором добыча ископаемых экономически целесообразна.
4. Предельный контур – контур карьера на период его закрытия ввиду малой экономической эффективности.

Основной элемент, без которого невозможно представить, что такое карьер, является уступ. Его основные характеристики – высота, угол откоса, размеры верхней и нижней рабочей площадки – зависят от массивности и ценности разрабатываемых пород.

Технология добычи

Добыча полезных ископаемых открытым способом ведется двумя видами работ – вскрышными и добычными. На первом этапе производят «вскрытие» земной поверхности – верхний слой литосферы срезают, выкапывают котлован, открывая тем самым доступ к полезным ископаемым. После приступают непосредственно к добыче ресурсов.

Экономическая эффективность

Разрабатывая мрамор, известняковые породы, создавая любую горную выработку открытого типа, в том числе и песчаный карьер, стремятся сократить издержки. Для этого используют роторные экскаваторы и большегрузный транспорт: в основном автомобили типа БЕЛАЗ, что позволяет снизить затраты на транспортировку.

Влияние карьеров на экологическую обстановку

Разработка карьеров оказывает негативное влияние на экологическую обстановку разрабатываемой территории. Во-первых, полностью уничтожается верхний плодородный слой земли, который впоследствии восстановить нельзя. Во-вторых, существенно изменяются гидрогеологические условия площадки, рельеф местности.

В-третьих, загрязняется территория землеотвода образующимися отходами и сточными водами. Кроме того, нельзя не учитывать шумовое воздействие на окружающую среду, а также выброс большого количества угарного газа. Подобные негативные эффекты наблюдается в то время, когда создается как гранитный карьер, так и любая другая открытая горная выработка.

Общие сведения о технологии добычи полезных ископаемых

Преимущества разработки месторождений открытым способом. Производственные процессы и принципы их механизации. Размещение пустых пород в отвалах. Создание циклично поточных технологических схем при разработке руд и скальных пород в глубоких карьерах.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на https://allbest.ru

Размещено на https://allbest.ru

Экономические развития нашей страны неразрывно связаны с дальнейшим развитием горнодобывающей отрасли. Добыча полезных ископаемых связана с большими материальными и трудовыми затратами, которые в себестоимости производства тепловой энергии составляют около 65%, чугуна- 90-95%, цветных металлов- 80-85%.

Наша республика располагает большими запасами полезных ископаемых, как, золото, серебро, вольфрам, уран, месторождений горно-химического и топливно-энергетического сырья, строительных материалов и многие другие. По запасам и объему добычи цветных металлов она занимает передовое место в мире.

В настоящей время действует крупнейшие карьеры по добыче золото (серебро), меди и угля. Вводятся в эксплуатации участок Ташкура на Джерой – Сардаринском месторождении фосфоритов, который относится крупнейшему кызылкумскому бассейну данного вида сырья.

Проектными решениями намечается разработку денной месторождении открытым способом по мощностью горного- комплекса, по горной массе 40-45 млн. м 3 в год. Разработка месторождений открытым способом обеспечивает значительно лучшие технико-экономические показатели, чем подземным. Вместе с тем она сопряжена с рядом негативных последствий: нарушением земель, изменением микроклимата и водного баланса и. т.д.

Бурное развитие открытых горных работ стало возможным, благодаря достижением горной науки и техники, в основу которых положены труды Н.В. Мельникова, В.В.Ржевского, А. О. Спиваковского, Е.В. Шешко, М.Г.Новожилова, А.И.Арсентьева, Б.П. Юматова, Г.А. Нурка, П. И. Томакова, В.С. Хохрякова, Ю. И. Анистратова и других.

Технология и принципы открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Термин «Технология» в общем случае означает совокупность знаний о способах, средствах и организации выполнения каких-либо производственно-технических работ.

Технология разработки месторождения – это совокупность взаимосвязанных процессов, способов и приемов механизированного производства горных работ, основанная на фундаментальных знаниях закономерностей разработки и возможностей технических средств.

Технология открытого способа добычи полезных ископаемых включает два аспекта: технология производственных процессов (выемку, перемещение и складирование горных пород); (технологию открытых горных работ, строительство и развитие по мере разработки месторождения во времени и пространстве карьера как комплекса горных выработок).

Технология производственных процессов включает принципы, средства, комплексы механизации и схемы организации основных производственных процессов; подготовку горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, транспортирование, перегрузку, складирование и разгрузку горной массы.

Технология открытых горных работ рассматривает параметры карьеров в их динамике, способов проходки горных выработок, схемы развития горных работ в карьере, способы вскрытия и системы разработки, способы и средства управлением качества продукции, организацию и планирование горных работ в карьере.

Механизация производственных процессов при открытой разработке осуществляется двумя основными способами: экскаваторным и гидравлическим. При экскаваторном способе применяется различные механические средства (экскаваторы, скреперы, механические виды транспорта и др.), а при гидравлическом способе основные производственные процессы осуществляются с помощью воды и специального гидромеханизированного оборудования.

Отбойка и рыхление скальных пород осуществляется с помощью буровзрывных работ.

Размещение пустых пород в отвалах называется отвалообразованием. Оно осуществляется при помощи отвальных экскаваторов, отвальных плугов, бульдозеров.

Большие объемы извлекаемых и перемещаемых горных пород вызывают необходимость подбора технических средств механизации основных процессов, соответствующих по производительности размерами, развиваемых усилиям (мощности) друг другу.

Такая цель взаимосвязанных машин и механизмов, обеспечивающих надежную и эффективную разработку и перемещению пород, называется комплексом карьерного оборудования. При формировании комплексов оборудования (грузопотоков) исходят из принципов механизации открытых работ.

Принцип поточности. Основные на этом принципе технологические схемы и комплексы оборудования грузопотоков обеспечивают непрерывность перемещения горной массы от забоя до приемного пункта на поверхности.

Принцип совмещения операций. В этом случае операции по выемке, транспортированию и укладке породы в отвал осуществляются одной машиной-экскаватором, при бестранспортных технологических схемах – погрузчиков, скрепером или бульдозером.

Принцип независимости операций. В технологических схемах, основанных на этом принципе, каждая операция выполняется одной группой самостоятельных машин: например, погрузка-экскаваторами, транспортирование-автосамосвалами, отвалообразование – посредством бульдозеров.

Технологическая схема состоит из отдельных звеньев, каждое из которых связано со смежными звеньями.

Принцип независимости операций широко распространен, так как наиболее универсален.

На этом принципе основаны цикличные технологические схемы, посредством которых отрабатывается более 95 % всех объемов скальных пород и преобладающая часть рыхлых пород на карьерах. Сочетание этого принципа с принципом поточности привело к созданию циклично поточных технологических схем, применяемых при разработке крепких руд и скальных пород в глубоких карьерах.

месторождение карьер порода отвал

Список использованной литературы

1. Арсентьев А.И. Вскрытие и системы разработки карьерных полей. М., Недра, 1981.

2. Анистратов Ю.И. Технология открытых горных работ. М., Недра, 1984.

3. Килячков А.П. Технология горного производства. М., Недра, 1992.

4. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. М., Недра, 1981.

5. Малышева Н.А., Томаков П. И. и др. Разработка маломощных и сложных угольных пластов открытым способом. М., Недра, 1975.

6. Новожилов М.Г. Технология открытой разработки месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1971.

7. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М., Недра, 1979.

8. Ржевский В.В. Открытые горные работы.-Ч. . Технология открытых горных работ. М., Недра, 1985.

9. Хохряков В.С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1995.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Схема переработки железных руд. Общие сведения о железных рудах: содержание и соотношение нерудных примесей. Классификация месторождений железных руд. Системы подземной разработки с открытым очистным пространством. Способы доставки отбитой руды.

реферат [2,6 M], добавлен 28.02.2010

Широкое применение при разработке рудных месторождений систем с обрушением руды и вмещающих пород. Система подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами. Открытая разработка рудных месторождений. Основные виды карьерного транспорта.

реферат [2,2 M], добавлен 28.02.2010

Методика расчета некоторых параметров шахты. Основные положения норм технологического проектирования по вопросам вскрытия, подготовки шахтных полей, систем разработки и выбора оптимальных технологических схем очистных работ и средств их механизации.

методичка [62,6 K], добавлен 03.03.2009

Основные стадии разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом с помощью шахт. Размеры и запасы рудничного поля. Производительность и срок существования рудника. Буровзрывные работы при проходке вертикальных и горизонтальных стволов шахт.

курсовая работа [578,0 K], добавлен 28.12.2011

Горные машины и оборудование как один из курсов в программе подготовки горного инженера, готовящегося к работе в области технологии вскрытия и разработки месторождений полезных ископаемых. Условия эксплуатации и требования к машинам, их развитие.

реферат [21,1 K], добавлен 25.08.2013

История металлургического производства. Экономическая классификация запасов полезных ископаемых. Щековая и конусная, валковая, молотковая дробилки. Процесс грохочения и обогащения. Шаровая мельница. Схема фабрики окатышей. Производство чугуна и стали.

презентация [5,2 M], добавлен 30.01.2016

Исходные данные для проектирования комплекса производств лакокрасочных материалов и растворителей общей мощностью 7000 т/г. Основание для разработки исходных данных и общие сведения о технологии. Описание принципиальных технологических схем производства.

курсовая работа [83,8 K], добавлен 17.02.2009

Разработка технологии перегрузочных работ. Выбор схем механизации грузооборота, конструкций причалов и складов. Определение минимального числа кордонных и тыловых механизированных линий, портовых рабочих. Технико-экономический анализ схем механизации.

курсовая работа [88,2 K], добавлен 14.11.2012

Определение параметров карьера, расчет граничной глубины открытой разработки. Вычисление объема горной массы в контурах карьера. Порядок подготовки горных пород к выемке буровзрывным способом. Выемочно-погрузочные работы и перемещение карьерных грузов.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 09.12.2010

Характеристика сменной и годовой эксплуатационной производительности одноковшового экскаватора. Расчет производительности парка машин для подготовки горных пород к выемке. Исследование продолжительности погрузки, буровзрывной подготовки пород к выемке.

контрольная работа [50,8 K], добавлен 23.03.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Источники:

https://studopedia.su/15_60680_dobicha-poleznih-iskopaemih-otkritim-sposobom.html
https://www.syl.ru/article/294436/chto-takoe-karer-tehnologiya-dobyichi-poleznyih-iskopaemyih-otkryityim-sposobom
https://revolution.allbest.ru/manufacture/00573711_0.html