Организация работы предприятия по добыче полезных ископаемых
Производственные процессы на горных предприятиях.
Производственный процесс составляет основу деятельности любого предприятия. Он заключается в воздействии человека на вещество природы в целях создания материальных благ, необходимых для существования и развития общества. Производственный процесс рассматривается в единстве основных элементов: целесообразной деятельности человека, предмета труда и средств труда.
По характеру предмета труда производственные процессы промышленных предприятий делятся на добывающие и обрабатывающие. Особенность добывающих процессов заключается в том, что их предметом и продуктом труда является само вещество природы (полезное ископаемое), извлекаемое из недр земли. Следовательно, в добывающих процессах сырье и комплектующие изделия не потребляются. Для обрабатывающих процессов необходимо исходное сырье, представляющее собой материальную основу готового продукта.
Производственные процессы по добыче полезных ископаемых имеют специфические отличия от обрабатывающих производственных процессов.
Добыча полезного ископаемого осуществляется в естественной среде (недрах земли) и испытывает влияние различных природных процессов (притоки воды, горное давление, внезапные выбросы газов и горных пород, взрывоопасность газов и пыли, горные удары, климатические условия на открытых работах). Природные процессы значительно усложняют производственный процесс.
Технология и технические средства на горных предприятиях в значительной степени зависят от физико-механических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород, которые в пределах одного карьерного (шахтного) поля могут иметь большие различия.
Структура производственного процесса (состав звеньев и рабочих процессов) определяется способом разработки месторождения – открытым или подземным.
Подвижность рабочего места в пространстве обусловливает необходимость постоянной подготовки необходимого фронта горных работ (горнопроходческие работы на шахтах и вскрышные работы на карьерах).
При добыче полезных ископаемых (особенно подземной) характерна значительная доля ручного труда во вредных и тяжелых условиях.
Низкая степень маневренности основных фондов обусловлена значительным объемом пассивной части основных фондов (стволы, вскрывающие траншеи, капитальные и подготовительные горные выработки и др.).
Эти специфические условия требуют особого подхода к методическому обеспечению организации производства при добыче полезных ископаемых.
По технологическим признакам производственные процессы разделяют на:
- – синтетические, когда из различных видов сырья изготавливают один продукт;
- – аналитические, когда из одного вида сырья получают несколько продуктов;
- – прямые, когда из одного вида сырья получают один продукт.
На железорудных предприятиях производственный процесс относится к прямым, и включает в себя комплекс взаимосвязанных технологических звеньев, объединенных одной целью по добыче и переработке железных руд.
Звено – это организационно и технологически обособленная часть производственного процесса, характеризующаяся особой технологией и требующая для своего выполнения специального оборудования и работников определенных профессий.
Состав звеньев производственного процесса добычи полезных ископаемых подземным способом включает:
Вскрытие месторождения.
Горно-подготовительные работы.
Добычные работы.
Транспортирование полезного ископаемого на поверхность шахты или до бункера обогатительной фабрики.
Обогащение добытого полезного ископаемого.
Отправка готовой продукции потребителям.
Вентиляция.
Водоотлив.
Энергоснабжение.
Содержание и ремонт горных выработок.
Содержание и ремонт оборудования.
Содержание и ремонт зданий и сооружений.
Материально-техническое обеспечение производства.
Охрана труда и техника безопасности.
Экология и рациональное использование природных ресурсов.
На открытых горных работах состав технологических звеньев аналогичен подземному способу, только там не требуется вентиляция, содержание и ремонт горных выработок.
По степени воздействия на предмет труда (полезное ископаемое) технологические звенья производственного процесса подразделяются на основные и вспомогательные.
К основным относятся звенья, в которых, главным предметом труда является добываемое полезное ископаемое. Это вскрышные, подготовительные и добычные работы, технологические перевозки полезного ископаемого, обогащение и отправка готовой продукции потребителям.
К вспомогательным – относятся все остальные звенья.
Основные и вспомогательные технологические звенья не всегда соответствуют основным и вспомогательным участкам в структуре управления предприятием. (Например, ремонт).
Технологические звенья слагаются из рабочих процессов, которым присуща более конкретная очерченность по технологическому и организационному содержанию. Рабочий процесс осуществляется на конкретных рабочих местах одним или группой исполнителей с помощью одного или нескольких орудий труда.
Рабочим местом называют часть пространства, где исполнитель или группа исполнителей с помощью орудий труда выполняют рабочие процессы по изготовлению продукции или обслуживанию.
Рабочие процессы также подразделяют на основные и вспомогательные по степени воздействия на полезное ископаемое.
Так, проходка горных выработок относится к основным процессам, а крепление горных выработок и настилка рельсовых путей относят к вспомогательным.
По характеру труда рабочие процессы делят на ручные, машинно-ручные, машинные, автоматизированные и аппаратурные.
В зависимости от числа выполняемых в рабочем процессе основных операций их подразделяют на простые (выполняется одна операция) и сложные (выполняется несколько основных операций). Например, бурение скважин на открытых и подземных работах – простой процесс, а проходка горных выработок в подземных условиях (бурение шпуров, заряжание и взрывание, погрузка горной массы) – сложный процесс.
Операция – это составная часть рабочего процесса и представляет собой совокупность приемов, объединенных одной целью, а также постоянством предметов и орудий труда. Операцию может выполнять один рабочий или группа рабочих. По назначению операции, входящие в состав любого процесса, подразделяют на основные, подготовительно-заключительные, и вспомогательные.
Часть подготовительно-заключительных операций является общей для всех рабочих процессов (прием смены, осмотр рабочего места, приведение его в безопасное состояние, приведение в порядок оборудования и рабочего места в конце смены).
Целью основных операций является создание продукции или выполнение определенных работ, предусмотренных рабочим процессом.
Вспомогательные операции обеспечивают условия выполнения основных операций. Они могут выполняться последовательно или параллельно с основными.
Операция является простейшим элементом единого производственного процесса добычи полезных ископаемых. На основе анализа наилучшего сочетания выполняемых операций в рабочем процессе, рабочих процессов в технологических звеньях и звеньев в общем производственном процессе проектируют организацию производства на горных предприятиях и осуществляют регулирование процесса добычи полезного ископаемого.
Дальнейшая дифференциация операций производится по трудовому содержанию на приемы и движения, выполняемые одним исполнителем.
Приемом называют часть операции, представляющая собой законченное действие исполнителя, имеющее целевое назначение. Например, повернуть рукоятку пускового устройства в положение «ход».
Движение – часть приема по выполнению одной из трех установок: взять, переместить, отпустить.
Поскольку движение представляет собой последнюю неделимую частицу трудового процесса, то с его помощью можно фиксировать время и устанавливать нормы затрат труда на выполнение рабочих приемов, процессов и операций.
Глубокое изучение структуры производственного процесса добычи полезных ископаемых позволяет устанавливать научно-обоснованные режимы работы оборудования и наиболее рациональные приемы труда, повышать производительность труда и, в конечном итоге, эффективность производства.
Производственная структура горных предприятий.
Количество производственных процессов и объемы производства на них определяют производственную структуру горного предприятия. Состав подразделений, их взаимосвязи в процессе добычи, переработки и всех видов обслуживания, а также их территориальное размещение определяют производственную структуру.
Под производственной структурой понимают совокупность отдельных частей горного предприятия (производственных подразделений), расположенных на его территории и связанных между собой отношениями производственной кооперации. Она характеризуется составом (перечнем и количеством) производственных подразделений, их специализацией и связями в производственной деятельности.
Структурные подразделения горного предприятия (участки, цехи, службы), создаваемые с целью разделения труда по видам работ, занимают определенную часть территории, отведенной горному предприятию.
Участок – это наименьшее организационно обособленное структурное подразделение горного предприятия, сформированное по территориальному принципу, объединяющее родственные рабочие места, связанные по технологическим или другим признакам. На участках, как правило, выполняются отдельные звенья производственных процессов (бурение скважин, заряжание и взрывание скважин и др.).
Цех представляет собой административно обособленную часть предприятия, сформированную по технологическому или функциональному признаку и выполняющие отдельные технологические процессы (добыча сырой руды, обогащение, ремонты оборудования). В состав цехов входят участки.
На крупных горных предприятиях применяются комбинированные производственные структуры, такие как отдельные управления
(железнодорожного транспорта, автотракторное, энергоуправление) или службы (ремонтная, энергослужба). В состав управлений и служб могут входить отдельные цехи и участки.
Участки и цехи на горных предприятиях подразделяются на основные, вспомогательные, обслуживающие, подсобные и побочные. К основным цехам относятся рудоуправления (шахты), фабрики обогащения, цехи технологического железнодорожного и автомобильного транспорта. К вспомогательным цехам относятся ремонтные и энергоснабжающие службы. К обслуживающим – относятся складское хозяйство, цехи хозяйственного транспорта. К побочным – относятся цехи и участки, ведущие попутную переработку пород вскрыши (песок, щебень, мел и др.). К подсобным – относятся все социальные службы (профилактории, базы отдыха, общественное питание, медицинское обслуживание и др.).
Успешная работа горного предприятия в значительной мере определяется рациональным сочетанием различных производственных подразделений, что возможно при правильном построении его производственной структуры, Она может быть сформирована по территориальному, функциональному или комбинированному принципу.
При формировании производственной структуры горного предприятия критерием должна быть управляемость подразделений, а основными факторами, влияющими ан сложность производства с позиций управления им, являются:
Мощность предприятия (годовая производительность по руде или горной массе) и его геометрические параметры (глубина, число уступов, длина).
Природные условия (геологические, гидрогеологические, климат и рельеф местности).
Технологические (схемы вскрытия и системы разработки) и технические (типы и производительность применяемого оборудования) на основных и вспомогательных процессах.
С учетом этих факторов обосновывают вид структурных подразделений, их количество, численность, территориальное размещение и взаимоподчиненность. В частности, количественная оценка, выполненная в МГИ экспертным путем и методом аналогий, предлагает применять следующие типы производственных структур для открытых горных работ:
Характеристика карьеров | Сложность, баллы | Производственная структура | |
Карьеры | Годовой объем работ, млн. м3 | ||
Небольшие | До 1 | До 250 | Безучастковая |
Средние | 1 – 10 | 250 – 400 | Участковая |
Крупные | 10 – 30 | 400 – 600 | Цеховая |
Очень крупные | Свыше 30 | Свыше 600 | Комбинированная |
Следует отметить, что универсальных методов создания производственных структур нет.
Основными методами проектирования производственных структур являются:
1. Метод аналогий. Здесь используются оправдавшие себя на практике схемы для похожих производственных процессов. Этот метод получил наибольшее распространение. На основе этого метода разработаны типовые для отрасли производственные структуры. Под типизацией понимают способ упорядочения организационных решений, документов и схем, содержащих общие для ряда производственных процессов технические и технологические характеристики.
Типизация производственных структур позволяет упрощать процесс их формирования на горных предприятиях.
- 2. Экспертно-аналитический метод. Он применяется в основном для анализа неэффективно работающих предприятий и выработки рекомендаций по улучшению их работы.
- 3. Метод структуризации целей. Различные цели (производственные процессы) предприятия переводятся в количественные и качественные показатели и анализируются. Выявленные при этом перегрузки возможностей по одним целям и недоиспользование возможностей по другим дает возможность улучшить базовую производственную структуру.
- 4. Статистические методы. На основе сбора, анализа и обработки эмпирических данных предприятий отрасли, работающих в сопоставимых условиях, разрабатываются математические зависимости результатов работы предприятия от видов организационных структур. Этот метод нашел применение при проектировании структур управления. Например, регрессионная зависимость численности руководителей, специалистов и служащих от производственно-технологических параметров горного предприятия.
При плохой работе предприятия, перегрузке оперативными вопросами высшего руководства, разногласиях между структурными подразделениями и росте масштабов производства, а также по другим причинам (в частности личных качеств руководителей подразделений) производится корректировка производственной структуры предприятия.
Производственный процесс на горном предприятии
Основу деятельности горного предприятия составляет производственный процесс, который заключается в воздействии человека на предмет труда (полезное ископаемое) с целью создания материальных благ, необходимых для существования и развития общества. Производственный процесс рассматривается во взаимосвязи его элементов: целесообразной деятельности человека, предмета труда и средств труда. В основе любого производственного процесса лежит способ преобразования предмета труда (сырья, основных материалов) в материальное благо (готовую продукцию), т.е. технология производства. По технологическим признакам все производственные процессы разделяются на синтетические (из различных видов сырья изготавливают один продукт); аналитические (из одного вида сырья получают несколько продуктов); прямые (из одного вида сырья производят один продукт).
Производственный процесс на горном предприятии можно считать прямым, так как он заключается в извлечении полезного ископаемого из недр земли и включает в себя комплекс технологических звеньев, объединенных единой целью. Цель производственного процесса на горном предприятии – добыча из недр земли полезного ископаемого определенного производственной программой объема и качества с минимальными затратами общественного труда. Технологическое звено производственного процесса – организационно и технологически обособленная его часть, характеризующаяся особым технологическим содержанием и требующая для своего выполнения специальных средств производства и работников определенных профессий.
Состав технологических звеньев производственного процесса добычи полезных ископаемых определяется способом добычи (открытый, подземный). Так, производственный процесс добычи полезных ископаемых подземным способом включает следующие звенья:
вскрытие месторождения;
подготовительные работы;
добычные работы;
транспортирование полезного ископаемого до приемного бункера (склада) на поверхности шахты или обогатительной фабрики – подъем;
обогащение добытого полезного ископаемого;
отправку готовой продукции горного предприятия потребителю (покупателю);
вентиляцию;
водоотлив;
энергоснабжение;
содержание и ремонт горных выработок;
ремонт и содержание оборудования;
обеспечение рационального использования минеральных и других природных ресурсов и охрану окружающей природной среды;
материально-техническое обеспечение.
По степени воздействия на предмет труда (полезное ископаемое) технологические звенья производственного процесса подразделяют на основные и вспомогательные. К первым относят звенья, в которых главным предметом труда является добываемое полезное ископаемое (вскрышные, подготовительные и добычные работы, транспортирование полезного ископаемого, обогащение и отправка готовой продукции потребителю). Все остальные звенья (вентиляция, водоотлив, энергоснабжение, ремонт и т.д.) являются вспомогательными.
Таким образом, рассматривая организацию работы рудничных стационарных установок, следует помнить, что шахтный подъем относится к основным технологическим звеньям (на основании наличия непосредственного контакта с полезным ископаемым), а вентиляция и водоотлив – к вспомогательным технологическим звеньям производственного процесса. Заметим, что основные и вспомогательные звенья не всегда соответствуют основным и вспомогательным участкам в структуре управления предприятия.
В структуре организации и управления шахты «Северная» ОАО «Воркутауголь» (см. рисунок) общее руководство вентиляционно-газовой службой предприятия возложено на главного инженера шахты, а службы водоотлива и шахтного подъема подчиняются непосредственно главному механику.
В горнодобывающей промышленности в соответствии с целями и задачами хозяйственной деятельности, особенностями структуры и организации управления рудники (шахты), карьеры (разрезы) либо являются самостоятельными предприятиями, либо входят в объединения, комбинаты, ассоциации, концерны и т. д. Основными видами предприятий являются производственные и научно-производственные. Предприятие независимо от территориального расположения структурных единиц и входящих в его состав самостоятельных предприятий функционирует как единый производственно-хозяйственный комплекс, обеспечивает органическое сочетание интересов развития отраслей и территорий. Оно осуществляет свою деятельность на основе единого плана и баланса.
Производственное объединение в горнодобывающей промышленности создается для выпуска продукции отдельных видов из добываемого сырья на основе более эффективного использования научно-технического потенциала, развитой предметной специализации, кооперирования и комбинирования производства.
Горнодобывающее предприятие состоит из действующих на началах внутреннего хозяйственного расчета или коллективного подряда подразделений: производств, цехов, участков, бригад, звеньев, бюро, лабораторий и др.
Подразделениям горнодобывающего предприятия могут выделяться в порядке, устанавливаемом предприятием, части фонда материального поощрения и фонда социального развития, размеры которых зависят от результатов деятельности этих подразделений.
Входящее в объединение горнодобывающее предприятие действует на хозрасчетных началах и в соответствии с положениями о структурных единицах, утверждаемыми объединением, состоит из подразделений. Горное предприятие может иметь отдельный баланс и счета в учреждениях банков. За ним закрепляются необходимые основные фонды и оборотные средства. Объединение определяет порядок осуществления внутрихозяйственных отношений и разрешения споров горного предприятия с другими структурными единицами, а также ответственность за невыполнение ими своих обязанностей.
Горное предприятие в пределах предоставленных ему законодательством и объединением прав распоряжается закрепленным за ним имуществом и заключает от имени объединения хозяйственные договоры с другими организациями. Объединение может предоставить горному предприятию право заключать хозяйственный договор от своего имени и нести ответственность за закрепленное за ним имущество. При недостаточности последнего ответственность по обязательствам горного предприятия несет объединение.
Горное предприятие формирует фонды материального поощрения и социального развития в порядке, определяемом объединением и в зависимости от результатов его деятельности. Средства этих фондов не могут быть изъяты объединением без согласия трудового коллектива горного предприятия. Объединение имеет право выделять в распоряжение горного предприятия часть фонда развития производства, науки и техники, а также других фондов.
Управление объединением осуществляется, как правило, руководителем и администрацией головного предприятия (объединения) и организуется в основном по двухзвенной системе с непосредственным подчинением государственному комитету, министерству, ведомству. В объединение, могут входить самостоятельные предприятия (рудники, шахты, карьеры, разрезы). Объединение руководит такими предприятиями, осуществляя по отношению к ним функции вышестоящего органа. Оно имеет право централизовывать полностью или частично выполнение отдельных производственно-хозяйственных функций. При этом необходимые для выполнения указанных функций средства горных предприятий могут быть централизованы с их согласия.
Для дальнейшего повышения уровня концентрации производства горные предприятия (самостоятельные или входящие в объединение) могут быть включены в состав крупных организационных структур — производственных объединений. Предприятия, объединения и организации, входящие в состав таких объединений, сохраняют свою хозяйственную самостоятельность и действуют в соответствии с Законом.
Горнорудное предприятие (рудник или комбинат) в своем составе обычно имеет шахты, карьеры, дробильно-сортировочные, обогатительные или агломерационные фабрики, которые в свою очередь делятся на участки, секции, отделы, мастерские и другие производственные подразделения. Кроме того, в состав предприятия включаются учебно-курсовые комбинаты, клубы, ясли, детские сады, отделы рабочего снабжения и др.
К производственным подразделениям относятся цехи и участки, занятые проведением горных выработок, добычей руды, ее дроблением, обогащением и агломерацией, производством сжатого воздуха, инструментов и запасных частей для ремонта, а также ремонтом оборудования, зданий и сооружений.
Производственная структура горного предприятия определяется главным образом специфическим характером и размерами производства металлургического сырья, особенностями технологии добычи руды и ее обогащения. Основной структурной единицей горных предприятий является цех.
Цех — это производственное обособленное подразделение предприятия, где изготовляется определенный промежуточный продукт или выполняется определенная стадия производства. Небольшие горные предприятия могут работать по бесцеховой структуре с делением на производственные участки. При этом упраздняется промежуточное звено в управлении — цех вместе с его административно-управленческим персоналом — и вместо него образуется производственный участок, возглавляемый мастером, который подчиняется непосредственно главному инженеру и директору предприятия. Бесцеховая система управления повышает оперативность руководства процессами производства, увеличивает роль и ответственность мастера — непосредственного организатора и руководителя участка. Наряду с этим централизация функций управления позволяет наиболее рационально использовать наличный штат руководителей, специалистов и служащих, исключая неизбежный в ряде случаев при децентрализации параллелизм в работе.
Цехи и производственные участки в условиях горного производства подразделяются на основные, вспомогательные и обслуживающие. В основных цехах выполняется определенная стадия технологического процесса или производится готовая продукция. Вспомогательные цехи и участки обеспечивают работу основных цехов, создавая условия для их производительной работы. К их числу относятся компрессорная, цех сетей и подстанций, ремонтный цех и др. Цехи подразделяются на производственные участки.
Производственный участок — это обособленное рабочее место, где коллектив работников выполняет технологически однотипную работу или различные операции по изготовлению одинаковой продукции.
Схема организации рудника приведена на рис. 1. Основными структурными подразделениями шахты (цеха) являются горные участки, создаваемые для выполнения производственных процессов, связанных с проведением горных выработок и производством очистных работ (горно-подготовительные, горно-капитальные и эксплуатационные).
Рис.1 Схема организации шахты (рудника).
Число эксплуатационных участков зависит от объема добычи руды, числа очистных забоев и характера рудного тела. При определении границ эксплуатационного участка исходят из наиболее рационального ведения горных работ, эффективности использования горной техники и применения совершенной организации производства и труда.
Для обеспечения необходимого фронта очистных работ создают подготовительные участки, занятые проведением подготовительных и нарезных горных выработок. На шахтах со значительным объемом горно-капитальных работ организуют специализированные участки по проведению капитальных выработок (углубка стволов, подготовка нижележащих горизонтов). Эти работы на рудниках выполняют отделы капитального строительства.
Подземный транспорт предназначен для транспортирования горной массы, материалов, оборудования и для перевозки людей в отдаленные забои. Это же подразделение осуществляет работы по поддержанию и ремонту основных откаточных выработок.
Участок вентиляции выполняет работы по проветриванию горных выработок, контролю за соблюдением пылевого и газового режимов на горных участках, поддержанию и ремонту основных вентиляционных выработок.
Первичным звеном в организации производственного процесса является рабочее место, т. е. часть пространства, где рабочий или группа рабочих выполняет отдельные операции по добыче полезного ископаемого или обслуживанию процесса производства, используя при этом необходимые машины, оборудование и соответствующие приспособления.
Тема 2
РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. ВІДКРИТИМ СПОСОБОМ
Горные выработки.
Работы, производимые при добыче полезного ископаемого или породы, называют горными работами. В результате ведения горных работ в толще земной коры образуются пустоты (искусственные полости), которые называют горными выработками
Различают выработки открытые, расположенные у земной поверхности и имеющие незамкнутый контур поперечного сечения, и подземные – с замкнутым контуром поперечного сечения, расположенные на некоторой глубине от поверхности.
2. Технология добычи полезных ископаемых открытым способом.
Открытыми горными работами называют комплекс производственных процессов, производимых с земной поверхности для добычи угля или других полезных ископаемых. Чтобы приступить к разработке пласта, необходимо обеспечить к нему доступ, удалив покрывающую толщу пустых пород. Для этого проводят различные открытые горные выработки.
Горное предприятие, представляющее собой совокупность горных выработок и осуществляющее разработку месторождения полезного ископаемого открытым способом, называют карьером. Карьер, предназначенный для добычи угля, называется также разрезом.
Месторождение (или его часть), разрабатываемое одним карьером, называют карьерным полем. Границами карьерного поля являются поверхности, проходящие через верхний и нижний контуры карьера (рис. 1.1, а). При этом верхним контуром карьера называют линию пересечения борта карьера с земной поверхностью, а нижним – с плоскостью дна карьера, обычно горизонтальной.
Рис. 1. Элементы уступа карьера:
1 и 2– соответственно нижняя и верхняя площадки уступа,
3 и 5 – соответственно верхняя и нижняя бровки;
4 – откос; 6 – забой; 7 – борт карьера.
Обводненность карьеров характеризуется коэффициентом водообильности, который определяется количеством воды, приходящейся на 1 т добытого полезного ископаемого.
При открытой разработке месторождение разделяют на горизонтальные слои. Слои вынимают сверху вниз с опережением верхнего слоя по отношению к нижнему. Поэтому в процессе разработки карьер приобретает уступную форму. Уступ разрабатывается последовательными параллельными полосами – заходками. Открытую горную выработку, имеющую значительную длину по сравнению с шириной и глубиной, называют траншеей. Онаограничивается с боков бортами, а снизу – почвой.
Открытым способом добывают твердые полезные ископаемые.
Этапы открытой разработки.
Эти этапы можно разделить на такие периоды: 1.подготовительный, 2. осушение месторождения и ограждение его от стока поверхностных вод, 3.вскрытие месторождения, 4.работы по добыче,5.восстановление поверхности (рекультивация).
Период во время которого проводят первоначальные работы по удалению покрывающих пород для обеспечения доступа к полезному ископаемомуназ -горно-капитальным периодом.
Вскрышные и добычные работы являются основой эксплуатационного периода.
Когда горно-капитальные работы выполняются одновременно с эксплуатационными, этот период называют освоением проектной мощности карьера.
Вскрышные работы заключаются в удалении пустых пород, закрывающих полезное ископаемое, в результате чего открывается доступ к месторождению. Их начинают от разрезной траншеи.
Трудоемкость разработки определяется относительным объемом вскрышных работ, который характеризуется коэффициентом вскрыши. При постоянной мощности пласта коэффициент вскрыши растет с увеличением мощности покрывающих пород. Следовательно, повышается трудоемкость работы и себестоимость 1 т полезного ископаемого. Наступит момент, когда окажется целесообразным дальнейшую разработку данного месторождения производить не открытым, а подземным способом.
Глубина, при которой себестоимость добычи 1 т полезного ископаемого открытым или подземным способом будет одинаковой, является границей открытой разработки или предельной глубиной карьера, которой соответствует предельный коэффициент вскрыши.
Добычные работы, т. е. работы по извлечению полезного ископаемого, производят после того, как в результате вскрышных работ будет обнажено полезное ископаемое и проведена по нему разрезная траншея.
Масштабы открытых горных работ характеризуют параметры карьера. К ним относятся:
– запасы полезного ископаемого, которые определяют возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки;
– конечная глубина карьера, которая определяет возможную производственную мощность, размеры по поверхности, общий объем извлекаемой горной массы;
– размеры карьера по простиранию определяются размерами залежи и влияют на глубину и размеры дна карьера, углы откоса его бортов;
– размеры дна карьера, которые устанавливаются на отметке конечной глубины карьера;
– углы откосов борта карьера, определяемые условиями устойчивости пород прибортового массива и размерами транспортных коммуникаций;
– общий объем горной массы в контурах карьера – показатель, определяющий производственную мощность и срок его службы.
1.1.4.. Средства механизации при открытых способах добычи полезных ископаемых.
Применяют 3 технологические схемы:экскаваторный, гидравлический и комбинированный (их сочетание). Первый способ универсален, он основан на применении различных типов экскаваторов, транспортных средств и способов рыхления пород. Второй способ, основанный на использовании энергии струи воды, применяется на вскрышных работах при породах, легко поддающихся размыву и транспортированию водой. (при наличии источников воды, дешевой электроэнергии и больших площадей для размещения гидроотвалов).
Добытые полезные ископаемые транспортируют на обогатительную фабрику или потребителям, вскрышные породы отвозят в отвалы. Отвал – породная насыпь, образующаяся в результате планомерного размещения пустой породы. Отвалы бывают внутренние и внешние. Внутренние отвалы располагаются в выработанном пространстве данного карьера, внешние – за его пределами.
Преимущества и недостатки открытых работ
Преимуществаоткрытого способа по сравнению с подземным.
1. Производительность труда на карьерах значительно выше, чем на шахтах. Поскольку рабочее пространство не стеснено размерами выработок, на карьерах применяется техника большой единичной мощности; исключается ручной труд. В результате среднемесячная производительность труда рабочего по добыче полезного ископаемого на карьерах (разрезах) примерно в десять раз выше, чем на шахтах.
2. Себестоимость 1 т полезного ископаемого ниже, чем при добыче подземным способом, что обусловлено высокой производительностью труда на базе совершенной комплексной механизации работ.
3. Капитальные затраты, связанные со строительством карьера, значительно меньше затрат на строительство шахты одинаковой с карьером мощности; меньшие сроки его строительства, быстрее осваивается проектная мощность благодаря широкому развитию фронта работ. В карьерах достигается более полная выемка полезного ископаемого: потери в обычных условиях примерно в 3 раза ниже, чем на шахтах.
4. Расход крепежного леса не превышает 0,5 м3 на 1000 т добычи полезного ископаемого против 20 – 25 м3 при подземном способе.
5. Условия работы на карьерах более безопасны, чем на шахтах. Однако из-за применения большого количества машин, взрывных работ, мероприятия по борьбе с травматизмом в карьерах так же обязательны, как и на шахтах.
Недостатки: их зависимость от климатических условий, особенно в районах с суровым климатом; карьеры, разрезы и отвалы занимают значительные площади земли, которые исключены из сельскохозяйственного оборота. Поэтому в соответствии с законодательством предприятия обязаны снимать и хранить плодородный слой почвы в целях использования его для рекультивации земель и п