Достоинства открытого способа разработки угля

19.2. ОСОБЕННОСТИ, ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ОТКРЫТОГО СПОСОБА РАЗРАБОТКИ

По сравнению с подземным способом разработки открытый способ характеризуется следующими особенностями:

необходимостью удаления из карьера (или перемещения в его контуре) значительных объемов вскрышных пород, причем затраты на их разработку составляют основную часть общих затрат на добычу полезного ископаемого;

необходимостью соблюдения определенной последовательности отработки слоев (выемку нижележащего слоя горных пород можно начинать только с некоторым отставанием во времени от начала выемки вышележащего слоя);

практически неограниченной возможностью создания и использования высокопроизводительного крупногабаритного

горного и транспортного оборудования, способного обеспечить высокие технико-экономические показатели работы.

К основным достоинствам открытого способа разработки относятся следующие:

возможность обеспечения высокого уровня комплексной механизации и автоматизации горных работ, что обеспечивает высокую производительность труда и меньшие затраты на добычу полезного ископаемого;

более безопасные и комфортные условия труда; более полное извлечение полезного ископаемого; меньшие удельные капитальные затраты на строительство горного предприятия.

Основные недостатки открытого способа — некоторая зависимость от климатических условий; необходимость временного отчуждения значительных площадей земли; нарушение водного баланса недр.

19.3. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ

При современном уровне развития технологии, механизации и организации открытых горных работ возможность их применения для разработки угольных месторождений не ограничивается ни физико-техническими характеристиками вскрышных пород и полезного ископаемого, ни условиями залегания полезного ископаемого, ни климатическими особенностями района месторождения. Однако обоснование экономической целесообразности применения открытого способа разработки, выбор технологии, механизации и организации горных работ определяются рельефом поверхности, положением залежи относительно земной поверхности, углом падения, мощностью, формой и строением залежи, климатическими и гидрогеологическими условиями района месторождения и др.

Рельеф поверхности оказывает влияние на выбор направления развития горных работ, типа применяемого выемочно-погрузочного и транспортного оборудования, способа вскрытия, места складирования вскрышных пород и др.

В зависимости от положения залежей относительно земной поверхности они могут быть поверхностными (мощность покрывающих пород до 20—30 м), глубинными (мощность покрывающих пород более 40 м), высотными (выше господствующего уровня местности) и глубинно-высотными. Поверхностные залежи всегда разрабатываются открытым способом. Выбор способа разработки глубинных и высотных залежей требует технико-экономического обоснования. Глубинновысотные залежи могут разрабатываться одновременно или последовательно подземным и открытым способами.
По углу падения различают залежи пологие, наклонные и крутые. Их угол падения соответственно равен 0—10, 10—30 и более 30°.

Мощностью залежи определяется способ ее выемки. Различают залежи большой, средней, малой и весьма малой мощности. Пологие залежи характеризуются вертикальной мощностью, а наклонные и крутые — горизонтальной.

По форме различают изометрические, плитообразные и трубообразные (столбообразные) залежи. Изометрические залежи имеют примерно одинаковые во всех направлениях размеры (массивные залежи, штоки и др.)* Плитообразные з а л е ж и — вытянутые преимущественно в двух направлениях пласты и пластообразные залежи относительно небольшой мощности. Трубообразные залежи вытянуты, как правило, в одном направлении.

Форма залежей существенно влияет на форму карьерных полей. По форме и размерам различают обширные, вытянутые и округлые карьерные поля.

Обширные карьерные поля характеризуются небольшой глубиной (до 100 м) при больших размерах в плане (площадь карьера в плане достигает 20—30 км2). Они свойственны для поверхностных залежей. Отношение длины карьера к его ширине составляет не более 2:1.

Вытянутые карьерные поля имеют большие размеры по простиранию (до 4—6 км) и значительно меньшие вкрест простирания. Такие карьеры характерны для наклонных и крутых пластообразных залежей. Глубина карьеров до 300 м и более.

Округлые карьерные поля имеют небольшую площадь дна и значительную глубину (до 800 м).

По строению различают простые, сложные и рассредоточенные залежи.

Простые залежи имеют однородное строение (не содержат значительных прослойков пустой породы и некондиционных включений), что позволяет разрабатывать залежь на всю мощность наиболее простым валовым способом.

Сложные залежи содержат прослойки пустых пород и некондиционные включения. Такие залежи целесообразно разрабатывать селективным (раздельным) способом.

Рассредоточенные залежи содержат полезное ископаемое в виде тел, распределенных в массиве вмещающих пород без определенной закономерности. Для разработки таких залежей применяют специальные методы.

19.4. ПОНЯТИЕ О КОЭФФИЦИЕНТАХ ВСКРЫШИ

Как указывалось выше, одной из особенностей открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых является необходимость в удалении из карьера значительных объемов вскрышных пород.

Для количественной оценки перемещаемых объемов вскрышных пород используют специальный показатель — коэффициент вскрыши. Коэффициент вскрыши показывает, сколько единиц вскрышных пород необходимо переместить в границах карьера или за его пределы, чтобы добыть единицу полезного ископаемого. Коэффициент вскрыши выражают в объемных (м3/м3), массовых (т/т) или смешанных (м3/т) единицах.

Значение коэффициента вскрыши во многом определяет экономичность открытых горных работ по сравнению с подземными. При разработке угольных месторождений этот показатель обычно не превышает 8—10 м3/м3.

Различают средний, текущий, граничный и другие виды коэффициента вскрыши.

Источник

Достоинства и недостатки открытой разработки

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

На карьерах обеспечивается более высокая безопасность труда и лучшие производственные условия.

Производительность труда на карьерах, как правило, в 5 – 8 раз выше, а себестоимость в 2 – 4 раза ниже, чем в шахтах.

Сроки строительства карьеров меньше сроков строительства шахт равной производственной мощности. Удельные капитальные затраты на строительство карьеров в 2 – 4 раза меньше, чем на строительство шахт.

При открытой разработке меньше потери полезного ископаемого и легче производить раздельную добычу различных сортов руд.

При открытой разработке месторождений легче увеличить в случае надобности производственную мощность предприятия.

Недостатки открытых разработок.

Производство открытых горных работ требует отчуждения больших земельных площадей, иногда приводит к понижению уровня грунтовых вод на больших площадях. Специальные мероприятия, уменьшающие вредное влияние открытой разработки на природную среду, требуют очень больших затрат.

Открытые горные работы зависят от климатических условий, что наиболее сильно проявляется в условиях Заполярья.

Недостатки открытых горных работ в большинстве случаев перекрываются их преимуществами. Поэтому открытый способ разработки месторождений всегда являлся эффективным и перспективным и быстро развивается. Увеличиваются не только объемы открытой разработки, но и удельный вес этого способа в общей добыче полезных ископаемых.

Преобладание открытого способа разработки в развитии горной промышленности наблюдается во всем мире, там, где имеются для этого необходимые геологические условия.

Ограничениями для эффективного применения открытого способа разработки являются следующие условия.

Большая мощность покрывающих пород и значительная глубина месторождения при относительно небольшой мощности залежи. Если на 1 тонну полезного ископаемого приходится более 10 – 15 кубических метров покрывающих пустых пород, то открытый способ экономически не целесообразен.

Отсутствие в данной местности достаточно свободных земельных площадей для размещения отвалов. Наличие водоемов и рек. И другие ограничения, вызываемые охраной природы.

Необходимость вложения в короткие сроки очень больших капитальных затрат на строительство и на приобретение мощного горного оборудования, транспорта и дробильно-обогатительных агрегатов.

Источник

Открытый способ добычи угля: за и против

Под данным Росстата, в период с 2000 по 2015 год объёмы добычи угля открытым способом увеличились более чем на 100 млн т в год – с 167,5 до 269 млн т.

В Минэнерго сообщают, что по состоянию на январь 2019 года в России действует 57 угольных шахты и 109 разрезов – почти в два раза больше.

Очевидно, что добыча угля открытым способом имеет гораздо большую популярность, чем подземным способом. Причём в будущем разрезы планируют открывать и дальше – главным образом, на территории Кузбасса.

Как извлекается уголь в разрезах и почему открытый способ добычи так распространён?

Процесс угледобычи

К открытому способу добычи прибегают в том случае, если уголь залегает на небольших глубинах. Такие месторождения называются разрезами — и вовсе неслучайно: они имеют вид длинных углублений ступенчатой формы.

Непосредственно процесс добычи сводится к простой схеме. В чистом виде угля нет, он извлекается из горной породы, сосредоточенной в верхних слоях земли.

В зависимости от количества вредных примесей горняки получают бурый, каменный уголь или антрацит. Каждый вид угля обладает своими характеристиками.

Так называемое «вскрытие» месторождения начинается с вскрышных работ – удаления пустой породы, которая покрывает угольные пласты. Этот процесс проводится двумя способами: с помощью взрывов или же механического рыхления.

Затем горняки с помощью мощных землеройных машин снимают слои пустой породы: на грунт опускают ковш экскаватора (или другой техники – машины выбирают в зависимости от рельефа и почвы), с помощью рычага управления «вгрызаются» в него и заполняют вскрышей.

Горная масса за ненадобностью высыпается в сторону, а уголь, залегающий под ней, вынимается.

Очень важный момент: отработка угольных пластов ведётся в чёткой последовательности, к выемке нижнего слоя породы можно приступать спустя определённое время после выемки верхнего слоя.

Огромное количество вскрыши постепенно увеличивает выработанное пространство разреза, поэтому её транспортируют за пределы разреза, на специальные отвалы. А извлечённый уголь отправляется на склад или на горно-обогатительный комбинат.

После отработки на месте разреза нужно обязательно провести рекультивационные работы: отвалы с пустой породой обычно разравнивают и засыпают плодородным слоем почвы.

Предприятия в плюсе

Открытый способ добычи угля получил большое распространение благодаря своим преимуществам перед подземной добычей в шахтах.

Во-первых, работать на разрезе удобней и гораздо безопасней, нежели под землёй. Работники извлекают уголь в более комфортных условиях – на поверхности меньше вредных газов, есть естественное освещение.

И, конечно, риск смертельных случаев на поверхности намного ниже, чем под землёй.

Во-вторых, при данном способе очень высокая производительность труда – за счёт более свободной рабочей зоны и возможности использования сверхмощной техники.

Из пластов разреза осуществляется более полная выемка угля – потери полезного ископаемого примерно в 3 раза меньше, которые в подземных условиях происходят нередко.

В-третьих, высокая скорость строительства разреза, которая к тому же требует гораздо меньших затрат (примерно в 1,5 раза). Также меньше времени нужно на освоение проектной и производственной мощности месторождения.

И в-четвёртых, из-за низких затрат на строительство экономическая эффективность добычи на разрезе почти в 3 раза выше.

Перечисленные достоинства открытого способа позволяют предприятию извлекать уголь с более низкой себестоимостью.

«Нюансы» экологии

Очевидно, что экономическая эффективность добычи угля открытым способом омрачается некоторыми недостатками. По-настоящему глобальной проблемой стало негативное воздействие на окружающую среду.

Разрезы наносят серьёзный ущерб природе: во время добычи и транспортировки угля в воздух попадает масса пыли и золы. Сильно загрязняют атмосферу буровзрывные работы, погрузочно-разгрузочные работы, дымящиеся породные отвалы и открытые угольные склады.

Вскрышные породы, оставшиеся после отработки месторождения, занимают огромные земельные площади – разрушенные и тем самым непригодные для хозяйственной деятельности. На территории бывших разрезов то и дело наблюдается повышение эрозии почв, образование воронок и прочее.

Стоит отметить, что загрязнение почвы и воды при добыче открытым способом носит постоянный характер: выбросы никуда не исчезают, а хранятся долгие годы. В том числе это касается выбросов пыли в воздух – она оседает в грунтах.

Ещё один неблагоприятный фактор: большое количество машин постоянно перевозит пустую породу, загрязняя пылью всё новые территории, попутно производя массу выхлопных газов.

Разрезам — быть?

Недостатки открытого способа добычи угля до сих пор перекрывают их преимущества, несмотря на экологическую проблему, которая в последнее время стоит весьма остро.

Самая сложная ситуация сейчас в центре угледобычи — Кузбассе, где не угасает довольно жёсткий конфликт между местным населением и угольными предприятиями.

Тем не менее, высокая производительность, экономическая эффективность и безопасность держат немалую толику угольных предприятий на плаву.

Сейчас создаются различные программы по снижению выбросов, ужесточаются правила перевозки угля, на месторождениях внедряются более экологичные решения.

Продолжение добычи на угольных разрезах и открытие новых говорит лишь о том, что открытый способ добычи будет востребованным ещё очень долгое время.

Более того, в целом у угольной промышленности России есть будущее, несмотря на мировой бум альтернативной энергетики.

Источник

Достоинства открытого способа разработки угля

Открытый способ разработки — достоинства и недостатки