Что значит добыча полезных ископаемых открытым способом

Разработка месторождений ископаемых открытым способом

Открытым способом разработки месторождения является такой, при котором ископаемые добываются не из толщи, а из верхних слоев земли. Он применяется при поверхностном залегании ископаемых или когда добыча закрытым способом нерентабельна. Чаще всего разработка другим способом производится при глубоком залегании ископаемых, но в некоторых случаях шахтный метод добычи применяют для сохранения ценных ландшафтов или в густонаселенных местностях.

Золотодобыча открытым способом

Особенности разработки месторождений карьерным способом

Существует несколько способов разработки месторождений: шахтный, открытый (или карьерный), скважинный и морской. Карьерным способом добывают уголь, металлическую и неметаллическую руду, нерудные ископаемые. Предприятие, занимающееся ведением подобных работ, называется карьером. Этот термин объединяет все виды открытых разработок, несмотря на то, что в угольной промышленности их называют разрезами, в рудной – карьерами, а при добыче камня — каменоломнями.

Разработка месторождений открытым способом (вид из самолёта)

Добыча полезных ископаемых открытым способом обладает такими преимуществами:

• При добыче таким способом можно осуществлять более совершенную механизацию работ.
• Меньше травматизм и процент профессиональных заболеваний (пневмокониозов и вибрационной болезни).
• Производительность труда выше.
• Потребление энергии во много раз меньше, чем при подземном способе добычи.
• Уменьшение затрат на наем рабочей силы и обустройство инфраструктуры.
• Снижение себестоимости продукции.

Подобным способом ведется разработка месторождений, залегающих на поверхности или неглубоко. На сегодня в РФ этим методом добывают большую часть руд цветных металлов, большую часть железной руды и горно-химического сырья, практически все строительные породы и неметаллические полезные ископаемые, больше трети всего угля.

Способы добычи полезных ископаемых

Планируется повысить угледобычу карьерным способом за счет разработки угольных бассейнов Дальнего Востока и Сибири.

Карьеры для добычи открытым способом

Карьер имеет вид круглого или вытянутого котлована размером от 1,5 до 5 км, внутренние боковые поверхности которого состоят из 10-15 метровых слоев-уступов, называемых бортами. На их горизонтальных площадках располагается оборудование, подъездные автотранспортные и железнодорожные пути.

Часть уступа, являющаяся объектом любых горных работ, независимо от вида добываемого ископаемого, именуется забоем. В них работают экскаваторы, погружая в транспорт горную массу. Вместо шахтного ствола в этом случае выступает траншея, по которой передвигается пустой и загруженый транспорт.

Технология ведения горных работ

Методы ведения горных работ используются в зависимости от вида ископаемого. Они отличаются разной технологией и применяемыми механизмами:

Динамика суммарной производственной мощности разрезов

• Руды свинца, железа и меди добываются методом бурения и взрывных работ, поскольку являются очень крепкими скальными породами. Такие работы требуют гораздо меньшего крепления выработок, чем при угледобыче.
• В свою очередь, уголь нуждается в сложном креплении выработок деревом, металлическими стойками, железобетоном, а также другими разнородными материалами. Он добывается с помощью электросверл, врубовых машин и комбайнов.

Разработка карьерным методом слабых скальных пород (марганца и угля) дает возможность применять шагающие (драглайны) и роторные экскаваторы. Это же оборудование применяется при вскрышных работах (иначе говоря – снятии верха пустых пород) во время добычи крепких руд цветных и черных металлов.

Основная масса работ на карьере разделяется на добычные и вскрышные. Вскрышные работы всегда ведутся перед добычными и представляют собой удаление грунта и пустых пород, которые покрывают полезное ископаемое. Вскрышным работам предшествует разведочное бурение.

Транспортирование угля происходит при помощи конвейера – ленты из резины или брезента до 120 см шириной. В карьерах такие линии оборудуются при больших роторных экскаваторах.

Конвейер для добычи угля открытым способом

Большая часть месторождений твердых ископаемых разрабатывается при помощи карьеров и шахт, а также буровых скважин, способом перевода твердых ископаемых в другое состояние. Открытым способом добываются практически все нерудные породы, каменные и бурые угли, металлические руды, а также нефтенасыщенные пески. Этим методом, естественно, нельзя добывать нефть, газ, подземные воды и рассолы – их получают с использованием буровых скважин и шахт.

Мировой объем добычи карьерным способом

Добыча угля карьерным методом составляет 65 % от общего объема угледобычи, и доля его имеет тенденцию постепенно увеличиваться. За будущее десятилетие она предположительно повысится еще на 10 %. В РФ угледобыча таким способом возросла со 167 до 253,9 тонн за период с 2000 до 2014 года.

Общемировая добыча железной руды превышает 1 млрд. тонн.

Добыча угля открытым способом в РФ

Рейтинг стран по добыче руды (в млн. тонн):

• Китай – 250;
• Бразилия – 185;
• Австралия – 140;
• Россия – 78;
• США – 60;
• Индия – 60.

В больших масштабах разработка месторождений железной руды проводится также в ЮАР и Канаде.

Основным сырьем для производства алюминия являются бокситы. Их много во влажных субтропиках и тропиках, что связано с естественными процессами выветривания горных пород.

По масштабам добычи лидирует Австралия – 42,6, ее основные районы, в которых ведется разработка – Север Квинсленда и Западная Австралия. В США открытым способом бокситы добывают в Арканзасе, Алабаме и Джорджии, годовой объем при этом – около 35 тыс. тонн. В РФ бокситы в основном встречаются на Урале.

Месторождения меди находятся в основном в США, Канаде, Перу и Чили, Замбии, Конго, РФ.

Производство меди

Лидеры по добыче меди (млн. тонн):

• Чили – 2,5;
• США – 1,89;
• Канада – 730;
• Индонезия – 460;
• Перу – 405;
• Австралия – 394;
• Польша – 384;
• Замбия – 342;
• Россия – 330.

Добыча меди является основной отраслью горнодобывающей промышленности Чили, там находится примерно 22% всех запасов медной руды в мире. Основная масса медной руды добывается на месторождении Чукикамата.

В США добычей медной руды карьерным методом занимаются в Нью-Мексико, Юте, Монтане, Аризоне и Мичигане. На величайшем руднике Бингем-Каньон получают в сутки 77 тыс. тонн медной руды.

Общий мировой объем добычи золота составляет 2200 тонн.

Производство золота в России

Лидеры по добыче золота (тонн):

Самым старым и глубоким рудником по добыче золота в США является Хоумстейк в Южной Дакоте. Там золотодобыча ведется более ста лет. Основные районы золотодобычи в США находятся в Монтане, Неваде, Южной Каролине и Калифорнии. Иманирование, как новый метод экстракции золота, делает прибыльными даже большинство скудных месторождений.

За все время существования золотодобычи в США золото добывалось на 12 крупных приисках, (основная часть из них находится на Аляске), 420 рудниках жильных месторождений на западе и в мелких россыпях на Аляске.

За прошедший год добыча золота в России увеличилась в разы. Основными районами с большим запасом желтого металла являются Кемеровский регион и Красноярский край.

Серебро извлекается из сульфида свинца, обычно попутно. Месторождения последнего в основном жильные.

Лидеры по добыче серебра (в тоннах):

• Мексика – 2323;
• Перу – 1910;
• США – 1550;
• Канада – 1207;
• Чили – 1042.

Видео: Южуралзолото. Добыча золота

Источник

ОТКРЫ́ТАЯ РАЗРАБО́ТКА МЕСТОРОЖДЕ́НИЙ

В книжной версии

Том 24. Москва, 2014, стр. 653

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

ОТКРЫ́ТАЯ РАЗРАБО́ ТКА МЕСТОРОЖ­Д Е́НИЙ, спо­соб до­бы­чи по­лез­ных ис­ко­пае­мых, при ко­то­ром про­цес­сы вы­ем­ки осу­ще­ст­в­ля­ют­ся на по­верх­но­сти Зем­ли (в от­кры­тых гор­ных вы­ра­бот­ках – карь­е­рах ). Ха­рак­те­ри­зу­ет­ся вы­со­кой сте­пенью из­вле­че­ния по­лез­ных ис­ко­пае­мых из недр, воз­мож­но­стью дос­ти­же­ния бoль­шей (по срав­не­нию с шахт­ной до­бы­чей) про­из­водств. мощ­но­сти пред­при­ятия. Гл. тре­бо­ва­ния к О. р. м. – ком­плекс­ное ос­вое­ние всех ре­сур­сов ме­сто­ро­ж­де­ния и ох­ра­на ок­ру­жаю­щей сре­ды. По по­ло­же­нию за­ле­жи по­лез­но­го ис­ко­пае­мо­го от­но­си­тель­но зем­ной по­верх­но­сти раз­ли­ча­ют ме­сто­ро­ж­де­ния по­верх­но­ст­но­го (рас­по­ло­жен­ные на по­верх­но­сти или по­кры­тые не­боль­ши­ми на­но­са­ми), глу­бин­но­го (зна­чи­тель­но ни­же гос­под­ствую­ще­го уров­ня по­верх­но­сти), на­гор­но­го (на воз­вы­шен­но­сти или скло­не го­ры) и на­гор­но-глу­бин­но­го (час­тич­но рас­по­ло­жен­ные на го­ре или гор­ном скло­не) ти­пов. Осн. гор­ные вы­ра­бот­ки О. р. м. – ка­пи­таль­ные тран­шеи, обес­пе­чи­ваю­щие до­ступ к по­лез­но­му ис­ко­пае­мо­му, и раз­рез­ные тран­шеи, под­го­тав­ли­ваю­щие карь­ер­ное по­ле к вскрыш­ным и до­быч­ным ра­бо­там.

Источник

Преимущества добычи полезных ископаемых открытым способом

Экономика многих стран зависит от добычи полезных ископаемых. Это один из главных ресурсов для развития промышленности, строительства и экономики. Есть два основных варианта добычи: использование подземных рудников и разработка открытым способом. Выбор метода зависит от глубины залежей ценной породы, особенности местности и других факторов.

Преимущества карьерной разработки

Работы по извлечению полезных ресурсов из недр Земли имеют тысячелетнюю историю. Оборудование и методы добычи прошли серьезный эволюционный путь. Тем не менее базовые принципы сохранились.

Практически в каждом уголке планеты ведется разработка карьеров. Добывается уголь, металлы, минералы, строительное сырье. Такой вид добычи негативно влияет на окружающую среду и экологическую обстановку. Однако есть целый ряд преимуществ, которые предопределяют популярность открытого способа добычи:

• упрощенный вариант подготовительных и строительных работ;
• высокая степень безопасности участников процесса;
• относительно низкие затраты на организацию и проведение разработки;
• комфортные условия для рабочих;
• возможность более эффективного извлечения породы.

Положительные стороны разработки карьеров определены по отношению к другим вариантам добычи (подземный, комбинированный). Трудозатраты для открытого способа добычи довольно высоки. Экономическая выгода падает с углублением котлована. Доставка породы в пункт приема постоянно усложняется, увеличивая затратную часть процедуры.

Технология открытой разработки

Добыча природных ресурсов — процесс, который состоит из множества этапов. Подготовительные работы начинаются с геологоразведки. Специалисты осуществляют поиск залежей ископаемых и оценивают вероятные объемы разрабатываемой породы.

Подготовительные работы

После положительных результатов геологической разведки начинается этап первичной подготовки. Горнодобывающие предприятия проводят такие работы:

• выкорчевывание леса;
• осушение или обводнение местности;
• строительство необходимых коммуникаций (канализация, связь, подъездные дороги);
• воздвижение административных зданий и других помещений.

Продолжительность подготовительного этапа зависит от денежных вложений, масштаба работы, погодных условий, особенностей местности.

Полезные ископаемые (каменный уголь, металл и т. д.) скрываются под пустой породой. Этот слой грунта необходимо удалить. Для этого проводятся вскрышные работы. Слой за слоем убирается верхний грунт. Идет планомерное продвижение к ценным залежам. В результате образуется каскад уступов, а разработка карьера приближается к фазе непосредственной добычи.

Для вскрышных работ используется такая техника:

• бульдозер;
• экскаватор;
• драглайн (экскаватор с канатной связью);
• буровзрывная техника.

Эффективность разработки открытым способом определяется соотношением перемещенной пустой породы к результату добычи. Количество кубических метров снятого грунта делится на тоннаж изъятого ископаемого.

Процесс добычи полезных ископаемых

После вскрышных работ проводится непосредственная добыча разрабатываемой породы. Ее изымают из недр и транспортируют на склады или обогатительные комбинаты. Для удешевления этого этапа разработки применяют технику с большой тоннажностью, стараются автоматизировать некоторые процессы.

Транспортировку сырья зачастую возлагают на карьерные самосвалы завода БелАЗ. В 2013 году была выпущена модель, которая способна перевозить грузы весом до 450 тонн. На испытаниях самосвал осилил рекордные 503,5 тонны.

Регулярно разрабатываются новые технологии и оборудование, которое используется для разработки и добычи ценных пород. Уровень безопасности повышается, а некоторые процессы стараются полностью автоматизировать. Но работа в карьерах и рудниках остается сложной и опасной. Условия труда часто экстремальные и предполагают высокую физическую и психологическую устойчивость.

Устройство карьера

Открытый способ добычи подходит для многих ценных пород. Есть меловые карьеры, угольные, янтарные, мраморные, медные. Одна из самых больших открытых площадок для добычи полезных ископаемых находится в штате Юта, США. Разработка карьера Бингем-Каньон началась в 1863 году. Глубина котлована около 1 200 метров. В карьере продолжаются активные работы по добыче руды.

Особенности разработки карьеров зависит от многих факторов. Можно выделить основные элементы, которые характерны для всех таких сооружений:

• рабочий и нерабочий борт;
• дно;
• нижний и верхний контуры;
• вскрышные и очистные уступы;
• площадки (ниже откоса, выше откоса);
• пункт приема породы;
• транспортные коммуникации.

Дно карьера также часто называют подошвой – это нижняя площадка уступа. Ее размеры учитывают необходимые условия безопасности изымания породы и осуществления погрузки на последнем уровне.

Влияние карьеров на экологическую обстановку

Каждая разработка карьера — это существенный удар по окружающей среде и экологическому фону местности. Уже на подготовительном этапе добычи породы осуществляются действия, которые разрушают ландшафт. Предприятия вырубают целые леса, осушают водоемы, проводят подрывные работы.

Разработка открытым способом пагубно влияет на почву. Кубометры грунта снимаются ради залежей ископаемых. Нередко это земли, которые могли бы эффективно использоваться в сельскохозяйственных целях. Разработка ценных пород влечет за собой снижение уровня грунтовых вод. Водообеспечение региона и продуктивность почвы падает.

Особую опасность представляют отвалы от вскрышных пород. Масштабы негативного воздействия зависят от глубины карьера и химического состава грунта. Отвалы загрязняют воду, воздух, почву. Различные соли могут проникать в растительность и приводить к повышению риска определенных заболеваний у местного населения.

Добыча в карьерах всегда сопровождается:

• загрязнением сточных вод;
• выбросами угарного газа;
• сильным шумом.

Все это также негативно влияет на окружающую среду.

Мероприятия по восстановлению экологии

Открытый способ добычи полезных ископаемых не отличается щадящим подходом к разрабатываемой местности, но негативные последствия можно несколько нивелировать. Во многих странах компании, которые занимаются разработкой карьеров, обязаны после окончания добычи провести рекультивацию и засадить площадку растительностью. Это позволяет запустить процесс регенерации почвы и экологического фона.

Работу с производственными отходами также можно оптимизировать. Из отвальных пород добывают:

• минеральные удобрения;
• глинозем;
• строительные материалы.

Это позволяет расширить спектр экономической выгоды для добывающей промышленности и снизить масштабы негативного воздействия отвалов на окружающую среду.

Заключение

Добыча полезных ископаемых открытым способом распространена во всем мире. Этот метод позволяет изымать самые разнообразные породы: медь, мрамор, янтарь, мел, уголь и т. д. Приходится мириться с тем, что разработка карьеров негативно влияет на окружающую среду.

Однако сознательные государства стараются контролировать этот процесс, выставляя определенные требования горнодобывающим предприятиям. Добыча и разработка ценных пород — подспорье для стабильной экономики. Управляющим органам сложно отказаться от внушительного финансового потока, который заложен в недрах страны.

Видео по теме: Разработка глиняного карьера

Источник