Преимущества разработки месторождений открытым способом

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

Преимущества разработки месторождений открытым способом

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

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