Недостатки открытой разработки месторождений полезных ископаемых

содержание ..

99 ..

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.

Недостатки открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Источник

Открытые горные работы, их преимущества и недостатки

Открытыми горными работами называют – совокупность работ проводимых с земной поверхности с целью извлечений разнообразных горных пород и создания различных выемок и котлованов.

Преимущества открытых горных работ:

1. Более безопасные и гигиеничные условия работы;

2. Высокие экономические показатели (производительность труда, как правило, в 5-8 раз выше, а себестоимость в 2-4 раза ниже, чем при подземном способе разработке);

3. Сроки строительства карьеров в 1,5-2 раза меньше, чем шахт такой же мощности;

4. Удельные капитальные затраты на строительство карьеров в 2-4 раза ниже;

5. Более полное извлечение полезного ископаемого, меньше потери и легче производить раздельную выемку;

6. Возможность быстрого увеличения в случае необходимости производственной мощности карьера;

Недостатки:

1. Необходимость отчуждения больших земельных площадей и нарушение экологии окружающей территории;

2. Зависимость от климатических условий;

3. Ограниченность применения по условиям залегания месторождений (большая мощность покрывающих пород отсутствие свободных площадей под отвалы и т.д.);

4. Необходимость вложения больших капитальных затрат на мощных карьерах в короткие сроки.

Основные понятия о карьере. Элементы и параметры карьера.

Карьер – это горное предприятие, осуществляющее разработку месторождения открытым способом – административное понятие. Техническое понятие: карьер – совокупность элементов открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения полезного ископаемого. Месторождение или часть его разрабатываемое карьером называется карьерным полем. Участок земной коры, включающий разрабатываемое месторождение и окружающие его породы предоставлены предприятию для производства в нём работ, связанных с разработкой месторождения называется – горным отводом.Участок земной поверхности (включая горный отвод) занимаемый горным предприятием называется – земельным отводом.Угол, образуемый откосом уступа горизонтальной плоскостью, называется – углом откоса уступа.Поверхность, ограничивающая массив со стороны выработанного пространства, называется – бортом карьера. Борт состоит из откосов уступов и берм и имеет ступенчатую форму. Различают рабочий и не рабочий борт карьера. Поверхность, соединяющая нижнюю бровку нижнего уступа и верхнюю бровку верхнего уступа, называются – откосом борта карьера. Угол между откосом борта и горизонтальной поверхностью называется – углом откоса рабочего или не рабочего борта карьера.Элементы карьера: борт карьера (рабочий, нерабочий), капитальные траншеи (въездные, съезды (полутраншеи), разрезные траншеи, котлованы), граница карьера по верху и по дну, рабочие площадки. Параметры: глубина карьера, угол наклона рабочего и нерабочего борта карьера, размеры карьера по верху и дну, ширина транспортных и предохранительных берм, объём горной массы карьера, количество уступов, длина общего фронта работ, длина вскрывающих трасс, показатели системы разработки.

Виды открытых горных разработок.

Виды открытых разработок классифицируются по положению залежи относительно поверхности.

1)Разработки поверхностного вида. К ним относится большинство разработок россыпей, природных строительных горных пород, значительная часть угольных и небольшая часть рудных разработок при горизонтальных и пологих залежах.

2)Разработки глубинного вида. К ним относится большая часть рудных и частично угольные разработки при наклонном и крутом падении залежи.

3)Разработки нагорно-глубинного вида. К ним относятся разработки различных руд, горно-химического сырья, строительных горных пород и угольные разработки при сложном рельефе поверхности карьерного поля.

4)Разработки нагорного вида. К ним относятся в основном разработки руд, горно-химического сырья, строительных горных пород и угля.

5)Разработки подводного вида. Покрывающие породы имеют относительно небольшую мощность.

Грузопотоки на карьерах.

Поток грузов определённого качества характеризуемый сравнительно устойчивым (во времени), направлением и определённым объёмом перевозок в единицу времени (в смену или сутки) называется элементарным грузопотоком.Число элементарных грузопотоков на уступе зависит от числа забоев и способа выемки пород в них и оно обычно больше числа действующих забоев. Элементарные грузопотоки могут различаться по своим направлениям, по виду транспорта, транспортных коммуникаций или одного вида моделей карьерного транспорта. Элементарные грузопотоки из забоев в целях сокращения их числа (при однородных породах) стремятся объединить в один грузопоток с уступа. Группа соединяющихся элементарных грузопотоков имеющих общие коммуникации образует сходящийся грузопоток. Общий грузопоток карьера или его участка разделяющийся затем на отдельные грузопотоки называется расходящимся грузопотоком. Общий грузопоток, образованный сходящимися в начале элементарными грузопотоками, а затем (чаще на поверхности) расходящимися называют сложным грузопотоком. Если на пути следования грузов имеются перегрузочные или сортировочные пункты, такие грузопотоки называют комбинированными.Если грузопотоки состоят из разнородных пород их называют разнородными грузопотоками. Общий грузопоток карьера называют сосредоточенным если составляющие его грузопотоки перемещаются по одним выходным транспортным коммуникациям из карьера и рассредоточенным если грузопотоки перемещаются по различным коммуникациям. Необходимо стремится к сокращению грузопотоков.

Требования к вскрытию М. Факторы, влияющие на способы вскрытия.

Под вскрытием месторождения понимают горные работы по обеспечению грузотранспортной связи между поверхностью и рабочими горизонтами или от одной уже разрабатываемой части месторождения к другой неразрабатываемой части месторождения.Вскрытие должно обеспечивать:

1. Безопасность ведения горных работ;

2. Удобство развития работ в пределах развития карьерного поля;

3. Возможно меньшие объёмы горно-капитальных работ;

4. Высокую экономичность работ;

5. Обеспечивать проектную производительность карьера и резерв её повышения;

При выборе способа вскрытия следует учитывать факторы, влияющие на принимаемые способы вскрытия к которым следует отнести:

– конечные контуры карьерного поля;

– условия залегания полезного ископаемого (размеры, углы падения, мощность);

– строение разрабатываемых залежей;

– применяемая система разработки, транспорт;

– качество полезного ископаемого и т.д.;

– расположение рудничных зданий, отвалов, сооружений, потребителей.

Основные понятия о фронте горных работ карьера.

Направление развития горных работ на уступе выбирается непроизвольно. Месторасположение разрезной траншеи должно соответствовать проектному плану горных работ с тем, что бы обеспечивалась необходимое число вскрышных и добычных забоев в эксплутационный период разработки слоя, планомерность вскрышных и добычных работ. Фронт работ уступа различают прежде всего по следующим признакам:

I) По расположению:

1.Фронт работ расположен вдоль длиной оси карьерного поля

2.Фронт работ расположен вдоль короткой оси карьерного поля

3.Фронт работ расположен концентрически или по эллипсу

II) По структуре:

1.Однородный фронт работ, если он сложен только вскрышными породами или полезным ископаемы одного сорта. Ведётся валовая выемка горной массы.

2.Разнородный фронт работ: чередуются блоки пустых пород, полезного ископаемого и его различных сортов. Выемка в забоях раздельная, деление на блоки

3. Сложно-разнородный фронт работ, когда в его пределах практически не возможно выделить блоки только с пустыми породами или только с полезным ископаемым одного сорта. Ведут валовую выемку породу.

III)По направлению перемещения горной массы:

1.Фронт работ с поперечным перемещением горной массы, при складировании вскрышных пород в выработанном пространстве.

2. Фронт работ с продольным перемещением горной массы из забоев с применением карьерного транспорта.

IV) По погрузке горной массы:

1. Нижняя погрузка горной массы

2.Верхняя погрузка горной массы

3.Верхняя экскаваторная перевалка горной массы

4.Нижняя экскаваторная перевалка горной массы

V) По числу транспортных грузовых выходов:

1. Одинарный фронт (один грузовой транспортный выход с уступа)

2. Сдвоенный фронт (два грузовых выхода с уступа)

VI) По движению транспорта:

1) Тупиковый фронт: с возвратным движением транспортных средств.

2) Сквозной: с поточным движением транспорта.

VII) По положению транспортного выхода:

1) Фланговый фронт.

2) Центральный фронт.

Рабочая зона карьера.

Зона, в которой выполняются основные технические процессы ОГР наз. рабочей зоной. Пример ниже:

Рабочая зона может охватывать один, два или все борта карьера. Она представляет собой перемещающуюся и изменяющуюся по размерам н форме поверхность, имеющую разнообразную пространственную конфигурацию и различное со временем положение в пространстве карьерного поля.

Число блоков панелей, размещаемых в рабочей зоне данного размера,

где — площадь горизонтальной проекции рабочей зоны, м2; — коэффициент, учитывающий наличие откосов уступов на площади 5Р. з (в обычных условиях = 0,85ч- 0,93); — коэффициент, учитывающий наличие резервных (нерабочих) блоков ( =0,754-0,8); — коэффициент использования площади рабочей зоны, определяющий соответствие рабочего фронта уступа длине блока LБ

Размеры рабочей зоны зависят от периода разработки, типа разрабатываемого месторождения, изменяющихся с глубиной углов откосов рабочих бортов, углов откосов бортов на момент погашения открытых работ, размеров карьерного поля и от принятого направления развития горных работ. В общем случае высота рабочей зоны карьера равна сумме высот разрабатываемых уступов.

Рабочие зоны при разработке горизонтальных и пологих залежей обычно непрерывны как по вскрышным, так и по добычным работам и сравнительно устойчивы по размерам; поэтому они называются сплошными зонами.

Рабочие зоны при разработке наклонных и крутых залежей называются углубляющимися рабочими зонами. Характерными признаками таких рабочих зон являются переменные число рабочих уступов и их размеры.

47.Подготовленные, вскрытые и готовые к выемке запасы горной массы и полезного ископаемого.

Под подготовленными запасами горной массы уступа понимают те объемы, которые могут быть вовлечены в начальные технологические процессы (бурение, взрывание, механическое рыхление и др.), предшествующие выемочно-погрузочным работам, или хотя бы в один из начальных процессов.

Часть подготовленных запасов горной массы, к которым обеспечен транспортный доступ, необходимый для выемки и перемещения пород, называется вскрытыми запасами горной массы уступа.

Часть вскрытых запасов являются готовыми к выемке запасами горной массы уступа. К ним относятся запасы, которые готовы к выемке, погрузке и перемещению непосредственно из массива (мягкие и часто плотные породы) или после взрывания, механического рыхления и т. д. (скальные, полускальные и иногда плотные породы).

Естественно, из запасов горной массы выделяются соответственно подготовленные, вскрытые и готовые к выемке запасы полезного ископаемого разных сортов и видов и, если это необходимо, запасы некондиционных и забалансовых руд и попутно добываемых полезных ископаемых.

Необходимо различать запасы горной массы и полезного ископаемого на фиксированный момент времени — текущие и на определенный период работы карьера (чаще всего годовой) — плановые.