Преимущества открытого способа добычи полезных ископаемых

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

Открытый способ разработки — достоинства и недостатки

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.

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

Элита Евразии

Ваши статьи

Ссылки новостей

Главная — Ваши статьи — Бизнес — Открытый способ добычи полезных ископаемых

Открытый способ добычи полезных ископаемых

Добыча полезных ископаемых открытым способом — карьерный метод выемки пород, который осуществляется на открытой поверхности земли. Построение карьеров целесообразно для добычи ископаемых, расположенных в верхней части земной поверхности, когда использование шахтного метода нецелесообразно. Его используют для добычи угля, металлической и неметаллической руды и нерудных ископаемых.

Преимущества и недостатки открытого способа добычи ископаемых

Технология добычи полезных ископаемых открытым способом имеет значительные преимущества для предприятия в сравнении с подземным.

Экономичность — не требует больших материальных затрат на содержание специализированной техники для подземных работ, более низкие энергозатраты оборудования.

Безопасность — низкий уровень травматичности возникновения заболеваний рабочего персонала, отсутствуют риски нанесения урона предприятию в случае обвала.

Производительность — такой метод позволяет осуществить совершенную механизацию работ.

Данные преимущества существенно понижают себестоимость добычи полезных ископаемых и способствуют успеху предприятия.

Добыча железной руды открытым способом осуществляется в большинстве предприятий стран СНГ — России, Казахстане, Украине. Этот метод оправдан для добычи руд более низкого качества (с содержанием металла в составе менее 25%). Материальные затраты на сооружение подземных шахт и сверление скважин для добычи породы в бедных месторождениях, часто, не окупают себестоимость.

Открытый способ добычи золота имеет немного иную специфику. Успех предприятия золотоискателя зависит от качества месторождения. Добывание золотой породы карьерным способом более выгоден в местах содержания драгоценных металлов на небольшой глубине — до 500 м. в местах, без подачи электричества. Себестоимость в этом случае может достигать 50-60%.

Но, помимо неоспоримых преимуществ, существуют также недостатки открытого способа добычи полезных ископаемых.

Разубоживание руд — содержание посторонних компонентов в руде может достигать 60%, что в свою очередь, приводит к повышению затрат на обогащение.

Некоторая зависимость от климатических условий — проведение работ во время нелетной погоды, продолжительных дождей или в сильные морозы приостанавливается.

Последствия добычи полезных ископаемых открытым способом

Несмотря на преимущества и выгодную составляющую, последствия добычи полезных ископаемых открытым способом в большинстве носят негативный характер. Этот метод наносит значительный урон экологии, а также становится причиной продолжительного отчуждения мест проведения. Карьеры становятся причиной:

Нарушения водного баланса земных недр — высыхание рек, исчезновение родников и ручьев;

Нарушения целостности земной коры, образование пустот и, как следствие, оползней, обломов и разломов;

Большой радиус токсичных загрязнений — во время разработки карьеров и добычи ископаемых грунт подвергается химическим изменениям, что делает невозможным проживание на ближних территориях животных и способствует отмиранию растений.

Горнодобывающая промышленность во всем мире требует оптимизации процессов с целью сохранения окружающей среды. Ежегодно правительства большинства стран выделяют средства на проведение мер, предотвращающих негативные последствия в следствии проведения работ.

Добыча полезных ископаемых в Казахстане необходима для поддержания и улучшения уровня жизни человека. Горнодобывающая промышленность обеспечивает государственную состоятельность страны и способствует поддержанию международных выгодных связей. Это делает промышленность выгодной и перспективной.

Источник

Способы добычи ископаемых и их сравнительная эффективность

Производство конечной продукции в промышленности представляет сложный процесс, который обусловлен видом сырья, условиями его переработки и другими обстоятельствами. В различных отраслях индустрии он имеет свою специфику. Однако независимо от этого его можно представить в общем плане в виде следующей схемы.

Следовательно, полезные ископаемые составляют первичную, базисную основу промышленного производства. Чтобы получить конечную продукцию необходимо природные ресурсы извлечь из недр на поверхность. Этот первичный этап промышленного производства называется добычей. Добыча полезных ископаемых проводится открытым и подземным способами. В первом случае ресурсы изымаются из недр после удаления пород, которые покрывают их. В этом случае ископаемые извлекаются как бы с поверхности земли. При подземной добыче ископаемые извлекаются на поверхность из под покрывающих пород через специальные горные выработки, пройденные в горных породах. Выбор способа добычи зависит от вида природных ресурсов, горно-геологических условий их залегания и других обстоятельств. Наиболее прогрессивный способ добычи — открытая разработка полезных ископаемых. Это объясняется рядом преимуществ по сравнению с подземной добычей. В открытых разработках рабочее пространство не ограничено, как в шахтах. В результате создаются благоприятные условия для применения мощных, высокопроизводительных машин. Производственный процесс высокомеханизированный и выполняется почти без ручных работ. Как следствие производительность труда в 3-6 раз большая, чем в шахтах. Высокий уровень механизации снижает трудоемкость производства и обеспечивает более легкие, безопасные, гигиенические условия труда горняков. Благодаря широкому развитию фронта работ необходим меньший период на строительство открытых разработок, быстрее осваиваются проектные мощности. В результате капитальные вложения при строительстве карьера в 1,5-2,5 раза меньше, чем при шахтных разработках.

Все приведенные обстоятельства объясняют высокую эффективность открытых разработок. Поэтому преимущественное развитие данного способа добычи определяет прогрессивные тенденции в промышленности. Широкое развитие открытых разработок сдерживается рядом обстоятельств. Во-первых, больше зависимость разработок от природных условий (климатических, горно-геологических и др.). Достаточно отметить, что добыча ископаемых этим способом при современном уровне развития научно-технического прогресса ограничена глубинами до 500 м. Во-вторых, значительное влияние на окружающую среду, которое может быть настолько негативным, что делает экологический фактор основным в определении способов добычи сырья. Однако современный уровень развития научно-технического прогресса позволяет уменьшить влияние этих обстоятельств на разработку ресурсов открытым способом.

Открытая разработка природных ресурсов

Открытым способом добывают все сырье для производства строительных материалов, большую часть железных, хромовых, медных руд, значительную долю марганца, сланцев, угля и других ископаемых.

Применение открытых разработок экономически целесообразно при условии, что себестоимость единицы добываемого сырья меньше или равна себестоимости его извлечения подземным способом. Открытые разработки используются при относительно неглубоком залегании от земной поверхности ресурсов. Так, в Кривом Роге (Украина) железные руды добываются с глубин до 250 м. Выбор способа зависит также от мощности пластов. Маломощные пласты не эффективно разрабатывать даже при относительно неглубоком залегании, так как необходимо перемещать значительные объемы пустой породы на единицу сырья. Поэтому только часть всех запасов природных ресурсов пригодна для открытых разработок. Все телефоны гостиницы снежный барс домбай можно найти на сайте snow-bars-dombay.ru. Набрав менеджерам, вы сможете забронировать любой понравившийся тип номера и отправится всей семьей на отдых.

Производственный процесс открытой добычи значительно проще, чем при подземных разработках ресурсов. Он состоит из подготовительных, вскрышных и очистных работ. Подготовительные работы проводятся с целью удаления с полей разработок природных и искусственных преград, которые сдерживают производство. Обычно природными преградами являются леса, реки, болота, озера и др. Для проведения открытых горных работ вырубают леса, осушают болота, создают специальные скважины или горные выработки для понижения уровня грунтовых вод. В целях охраны разработок от атмосферных осадков прокладывают канавы, по которым воды отводятся за пределы разработок. Искусственными преградами могут быть различные строения (дороги, поселения и др.). При необходимости они переносятся за границы месторождений. В подготовительный период прокладывают подъездные пути, различные инженерные коммуникации.

Когда на месторождении выполнены названные работы, приступают к вскрышным, то есть удалению пустой породы, покрывающей руду. В результате открывается непосредственно доступ к природным ресурсам. Удаление породы проводят послойно (рис. 2). В процессе разработки каждый слой приобретает форму уступа, ступени. Торцевая часть его называется забоем. На площадках уступа размещают горное оборудование, транспортные средства, а сам уступ называют вскрышным. Способ удаления вскрышных пород зависит от их физических свойств. Рыхлые и мягкие породы удаляют механическим способом с использованием экскаваторов, бульдозеров. Твердые, скальные породы первоначально разрушают взрывом, а затем перемещают механическими средствами. Вынутую породу перевозят в отвалы – специально отведенные площадки, которые могут быть расположены как в выработанном пространстве (внутренние отвалы), так и за его пределами (внешние отвалы). Перемещение пустой породы в отвалы называется отвальными работами.

Очистные работы включают операции по изъятию полезных ископаемых из недр, и свое название получили от сущности назначения. Они проводятся, когда обнажены природные ресурсы. Добыча проводится, как и при удалении вскрышных пород – послойно. Образованные уступы называются очистными.

Основным механическим средством при проведении вскрышных и очистных работ является экскаватор – самоходная землеройная машина, которая выполняет выемку породы и ее перемещение в ковше. Экскаваторы бывают одноковшовыми и многоковшовыми.* Применяются также драглайны – канатно-ковшовые экскаваторы. Они отличаются от одноковшовых экскаваторов тем, что ковш со стрелой соединен тросом. Драглайны бывают шагающими и на гусеничном ходу. Кроме экскаваторов, на открытых разработках применяются скреперы, бульдозеры, буровзрывная техника и другие машины, которые имеют вспомогательное назначение.

Предприятия, которые представляют совокупность горных выработок, оборудование для добычи ископаемых открытым способом называются карьерами, а в угольной промышленности – разрезами.

Для оценки эффективности открытой добычи используется показатель коэффициент вскрыши, который представляет отношение объема пустой породы к количеству добытого полезного ископаемого. Этот показатель показывает количество перемещаемой пустой породы на единицу добытого сырья.

Многоковшовые экскаваторы бывают цепными (ковши расположены на цепи) и роторными (ковши размещены на вращающемся колесе – роторе).

Коэффициент вскрыши при добыче нерудных материалов составляет около 1 м³ пустой породы на одну тонну сырья (1 м³ /т), угля – до 15 м³ /т. С развитием добычи сырья разрабатывается все больше месторождений с худшими горно-геологическими условиями, а это обусловливает увеличение коэффициента вскрыши. Так, в 60-е годы на угольных разрезах Кузбасса этот показатель составлял 4 м³ /т, а в 90-е – более 7 м³ /т. Такой динамике показателя благоприятствует эксплуатация все более мощной техники, которая позволяет с меньшими затратами изымать руду из недр.

Открытая добыча значительно влияет на окружающую среду. Во-первых, это влияние обусловлено изъятием из хозяйственной деятельности значительных земельных угодий под карьеры, отвалы, которые в современных условиях на каждом предприятии занимают площади в несколько квадратных километров. Достаточно отметить, что размеры одного из крупнейших угольных разрезов «Богатырь» (Казахстан) составляют около 10 км². В крупнейших горнорудных районах под карьерами и отвалами заняты десятки тысяч гектаров. При этом можно отметить, что под них отводятся весьма продуктивные почвы. Так, на Курской магнитной аномалии для разработок железных руд отведено около 15 тыс. га, в том числе 9 тыс. га пашни, а здесь самые продуктивные в мире почвы – черноземы, что еще более увеличивает негативное экологическое воздействие на среду.

Строительство карьеров глубиной сотни метров обусловливает понижение уровня грунтовых вод. А это отрицательно проявляется на водообеспечении хозяйства, а также продуктивности почвы.

Значительное влияние на окружающую среду оказывают отвалы от вскрышных пород. Кроме изъятия земель из хозяйственной деятельности, отвалы загрязняют воздух, воду, почву элементами отвальных пород. Глубина этого процесса зависит как от масштабов, так и химического состава отвалов. Так, соли попадают в компоненты природы, изменяют их химический состав, растительность окружающей среды, повышают заболеваемость населения. Уменьшить отрицательное влияние позволяет рекультивация земель, использование всех пород отвалов в хозяйственных целях. Из отвалов возможно получать различные строительные материалы, минеральные удобрения, глинозем и др. При этом себестоимость продукции значительно меньше, чем из специально добытого сырья.

Источник