Разработка карьеров по добыче полезных ископаемых

Разработка карьеров по добыче полезных ископаемых thumbnail

Строительство любого масштаба требует большого количества камня, гравия, щебня, песка, глины для изготовления бетона, кирпича, строительного раствора. Кроме того, глина – основное сырье для производства фаянсовых изделий, поэтому есть постоянная потребность в ее поставках в больших объемах. И предпочтительно, чтобы месторождение находилось поблизости от предприятия (стройплощадки). С этой целью проводится геологоразведка, и по ее результатам организуется добыча полезных ископаемых. Производится она двумя способами: открытым и закрытым. Закрытый способ актуален при глубоком залегании продуктивных горизонтов. При поверхностном расположении горизонта большой мощности применяется разработка карьера открытым способом.

Разработка карьера. Первый этап – геологические изыскания

ВНИМАНИЕ! Обоснование открытого способа раскрытия пласта базируется на данных геологических изысканий. Именно описание геологии используют специалисты, когда просчитывается разработка карьера, планируются финансовые и трудовые ресурсы.

Добыча грунтовых строительных материалов выполняется с целью возведения дамб, плотин, для рекультивации земель. Разработка гравийного карьера выполняется обычно для отсыпки дорог, замены непрочных грунтов в основании зданий и сооружений. Требования, предъявляемые к материалам, зависят от назначения их использования. Основным показателем, на основании которого делается вывод, рентабельна ли разработка карьера песка, глины, гравия – это условия залегания:

  • продуктивных слоев породы;
  • вскрышных слоев;
  • водоносных горизонтов.

Прежде, чем начинается разработка каменного карьера, инженеры-геологи также проводят доскональную разведку территории на предмет проявлений и наличия месторождений камня. Определяются глубина его залегания, прочностные характеристики, сорт камня (строительный, облицовочный), объем залежей. Геологоразведка ископаемых стройматериалов осуществляется обычно на землях, непригодных для использования в лесном, сельском хозяйстве. Как правило, запрещены к разработке участки в пределах городов и поселков, заповедников, водо- и рыбоохранных зон.

Разработка песчаного карьера: что изучаем?

Геологические изыскания на стадии, когда только планируется разработка песчаного карьера, проводятся аналогично традиционным исследованиям геологии грунтов. На первом этапе изучаются все доступные материалы об участке: аэро-, фотоснимки; архивные материалы, отчеты о ранее проведенных исследованиях. Второй, наиболее затратный этап – бурение скважин, отбор образцов, изучение литологического профиля, подсчет коэффициента вскрышных пород, объема полезных залежей. Изучение отобранных проб в лаборатории позволяет определить фракцию, качество песка, наличие в нем примесей и включений.

Камеральный этап обобщения всех собранных сведений позволяет специалистам сделать заключение, насколько эффективной будет разработка песчаного карьера. В состав изысканий входит изучение геофизических процессов, как существующих, так и тех, которые могут быть вызваны выемкой полезных ископаемых, разрабатываются предложения природоохранного характера.

Качественное профессиональное исследование территории осуществляют инженеры-геологи нашей компании «Геология ОРГ». В активе предприятия – десятки выполненных проектов геологоразведки, в том числе назначение которых – дальнейшая разработка карьера глины, песка, камня.

Подробнее описано на сайте https://xn--c1aafnnrb2l.org/razrabotka-karera.php

Источник

Наиболее древней, но сохранившей актуальность и по сей день технологией добычи полезных ископаемых является разработка открытым способом. Уже в Древнем Египте знали, что такое карьер, а первые открытые горные выработки известны нам из эпохи палеолита. В античном мире подобная технология применялась для добычи мрамора. Наибольших успехов при этом достигли строители Древней Греции.

что такое карьер

Вплоть до 20 века этот способ добычи песка, мрамора, камня, угля, мела, известняка и других строительных материалов являлся ведущим в мире. Это связано с отсутствием высокопроизводительной техники для вскрытия верхних слоев литосферы и вынимания непосредственно полезных ископаемых. Актуальность карьеров сохранилась и по сей день, но доля их участия в добывающей промышленности несколько уменьшилась.

Преимущества карьеров

Для того чтобы понять, что такое карьер, необходимо познакомиться с открытым способом добычи полезных ископаемых. Суть этого метода состоит в том, что ресурсы добывают непосредственно с поверхности земли путем вскрытия верхних слоев литосферы. А совокупность горных выработок или предприятий и называется карьером.

песчаный карьер

Разработка карьеров имеет ряд преимуществ по сравнению с получением полезных ископаемых подземным способом:

  1. Высокая степень безопасности.
  2. Более комфортные условия для рабочих.
  3. Простота организации работ.
  4. Короткие сроки возведения сооружения.
  5. Низкое капиталовложение.
  6. Более полное извлечение ресурсов.

Но что такое карьер не позволяет вновь сделать основным местом добычи полезных ископаемых? В качестве основного фактора можно назвать снижение экономической выгоды: чем дольше разрабатывается земная поверхность, тем глубже становится карьер, из-за чего увеличиваются расходы по доставке материала к перерабатывающим предприятиям. На данном этапе развития добывающей промышленности это основной барьер на пути развития открытого способа добычи.

Основные элементы карьера

Проще всего карьер представить в виде конуса, вершина которого погружена в земную поверхность. Внутри такого «конуса» можно заметить спиральные съезды, которые образованы уступами. Основными элементами, которые способны охарактеризовать любой, будь то каменный или песчаный карьер, являются:

  1. Дно карьера – поверхность нижнего уступа, которая именуется также подошвой. Если ведется добыча морфологически сложных и протяженных пород, то дно может иметь ступенчатую структуру.
  2. Глубина карьера – расстояние верхнего среза до самой низкой точки горной разработки. Эта величина может достигать значения в 1000 метров.
  3. Предельная глубина – максимальное расстояние от верхнего края до нижнего контура, при котором добыча ископаемых экономически целесообразна.
  4. Предельный контур – контур карьера на период его закрытия ввиду малой экономической эффективности.

Основной элемент, без которого невозможно представить, что такое карьер, является уступ. Его основные характеристики – высота, угол откоса, размеры верхней и нижней рабочей площадки – зависят от массивности и ценности разрабатываемых пород.

Технология добычи

Добыча полезных ископаемых открытым способом ведется двумя видами работ – вскрышными и добычными. На первом этапе производят «вскрытие» земной поверхности – верхний слой литосферы срезают, выкапывают котлован, открывая тем самым доступ к полезным ископаемым. После приступают непосредственно к добыче ресурсов.

Читайте также:  Чем полезна спаржа и в каком виде

гранитный карьер

По мере выработки слоев «земных богатств» увеличиваются диаметр и глубина карьера, рабочие уступы перемещаются от центра к краям. Получение практически любого вида ресурса предполагает проведение буровзрывных работ. В зависимости от условий местности их доля может составлять 25-30% от себестоимости добываемого материала.

Экономическая эффективность

Разрабатывая мрамор, известняковые породы, создавая любую горную выработку открытого типа, в том числе и песчаный карьер, стремятся сократить издержки. Для этого используют роторные экскаваторы и большегрузный транспорт: в основном автомобили типа БЕЛАЗ, что позволяет снизить затраты на транспортировку.

карьерный способ добычи угля

Часто открытый способ добычи подземных ресурсов применяется для получения каменного угля. При этом удается снизить расходы, связанные с доставкой непосредственно к потребителям, что делает его доступным широкой массе населения. К тому же карьерный способ добычи угля является наиболее безопасным, но качество сырья оставляет желать лучшего из-за наличия большого количества примесей.

Влияние карьеров на экологическую обстановку

Разработка карьеров оказывает негативное влияние на экологическую обстановку разрабатываемой территории. Во-первых, полностью уничтожается верхний плодородный слой земли, который впоследствии восстановить нельзя. Во-вторых, существенно изменяются гидрогеологические условия площадки, рельеф местности.

В-третьих, загрязняется территория землеотвода образующимися отходами и сточными водами. Кроме того, нельзя не учитывать шумовое воздействие на окружающую среду, а также выброс большого количества угарного газа. Подобные негативные эффекты наблюдается в то время, когда создается как гранитный карьер, так и любая другая открытая горная выработка.

Источник

Федеральный отраслевой интернет-портал и журнал “Карьеры России”

Все о карьерах и месторождениях полезных ископаемых в России

Новости отрасли, каталог карьеров, инвестиции, покупка и продажа карьеров, нерудные материалы,

покупка и продажа горного оборудования, практика недропользования

Мы в соцсетях:

      • 21 июля 2019 г.
      • 2 мин. чтения

    Пост обновлен 6 окт. 2020 г.

    Многие инвесторы и предприниматели задаются таким вопросом, и часто людям незнакомым с спецификой отрасли, это кажется довольно простым делом. По типу “поставь экскаватор и начинай добывать песок”.

    Однако, чтобы организовать карьер нужно пройти множество бюрократических препонов и инстанций, например получение одной только лицензии на пользование недрами может занять несколько месяцев, а дальше по условиям пользования недрами Вам нужно произвести геологическое изучение (то есть поиск и оценку месторождения на выделенном участке), подготовить проект разведки, пройти экспертизу, сделать отчет о подсчете запасов и защитить запасы, поставить их на государственный баланс.

    После этого подготовить технический проект разработки и рекультивации месторождения, решить вопросы с арендой землей, оформить горный отвод, обеспечить карьер техникой и квалифицированными кадрами ответственными за ведение горных работ с горным образованием и имеющих аттестацию в Ростехнадзоре, обеспечить маркшейдерское обслуживание карьера и защитить план развития горных работ на текущий год. Только после всего этого Вы можете начать легальную работу.

    Часто общий срок ввода карьера в эксплуатацию достигает нескольких лет. Все это чревато большими временными и финансовыми потерями, особенно если Вы сами того не знаете, обращаетесь к дилетантам, неся при этом еще большие финансовые риски. Чтобы не потеряться в обилии информации, сэкономить свое время и деньги, обращайтесь к профессионалам.

    Мы поможем запустить карьер с «нуля»: от получения лицензии на пользование недрами и геологоразведки до пуска карьера в эксплуатацию. Почему именно мы? Да потому что мы профессионалы горной отрасли, посвятившие всю свою жизнь карьерам и имеющие успешный опыт запуска любых проектов карьеров с “нуля”.

    Мы поможем Вам:

    – Составить бизнес-план на карьер.

    – Ускоренно получить лицензию на пользование недрами в Московской и Смоленской областях, а также в других регионах.

    – Провести геологоразведочные работы и геологическое изучение с целью поиска и оценки месторождения песка, гравия, песчано-гравийных пород, известняка и других нерудных материалов на Вашем земельном участке.

    – Подготовить технический проект разработки и рекультивации

    – Помочь с аттестованными кадрами с горным образованием

    – Осуществить маркшейдерское обслуживание карьера

    – Помочь Вам с рекламой и рынком сбыта Вашего карьера.

    – Осуществить полное сопровождение: от поиска перспективного участка до организации карьера и пуска его в эксплуатацию.

    Мы знаем всю специфику отрасли и сэкономим Вам Ваше время, силы и средства!

    Тимергазин Дмитрий Вадимович,

    Генеральный директор ООО “ДОРГЕОПРОЕКТ”

    Тел.+7 (499)-383-38-36

    Эл.почта: info@dorgeoproekt.ru

    www.dorgeoproekt.ru

    #Организациякарьера #ТимергазинДмитрийВадимович

    Просмотров: 2,930Комментариев: 0

    Источник

    Добыча полезных ископаемых составляет важную часть экономики многих государств, включая Россию. Кроме подземной добычи ее важную часть составляет разработка открытым способом — в том случае, если залежи располагаются сравнительно неглубоко. Для этого используются современные технологии, применяется множество видов карьерной спецтехники.

    Трудно сказать, когда человечество начало разработку первого в своей истории карьера. Но наверняка это произошло раньше, чем был вырыт первый рудник: добывать ископаемые, находящиеся непосредственно под поверхностью, а то и на ней, — много проще. Так или иначе, будет верным сказать, что человечество эволюционировало вместе с технологией добычи полезных минералов и строительных материалов. В ходе разработки карьера вынимаются и подвергаются сортировке миллионы тонн породы, что не может не влиять на состояние окружающей среды, как минимум — в местном масштабе. Тем не менее потребность цивилизации в полезных ископаемых, начиная с угля и заканчивая драгоценными металлами, век от века растет — а соответственно, растут и масштабы добычи.

    К положительным сторонам добычи полезных ископаемых открытым способом нужно отнести такие факторы, как простота подготовительных (вскрышных и других) работ, относительная безопасность участников производственного процесса, сравнительно невысокие затраты на изыскательские работы и собственно добычу, большая производительность при извлечении породы.

    Читайте также:  Полезно для организма магнии и калии

    Однако, помимо достоинств, у открытой разработки есть и свои недостатки. К ним относятся большое число работающей в карьере техники и оборудования, а значит, и немалые затраты на его приобретение и обслуживание. С углублением котлована растут и расходы на разработку залежей: доставка породы на обогатительный комбинат или пункт предварительной сортировки требует все больших усилий и все более длинных маршрутов для техники, следовательно, растут и затраты компании-разработчика.

    Технологический цикл добычи полезных ископаемых открытым способом начинается с геологоразведки.

    Необходимо не только найти залежи, но и оценить их объем, состав породы и глубину залегания на предмет целесообразности добычи. Далее проводятся предварительные работы на месте будущих разработок, которые включают в себя осушение (иногда обводнение) территории, прокладку коммуникаций (подъездные пути, электричество, связь, Интернет), выкорчевывание леса и возведение административных и вспомогательных построек. Сколько времени проходит с момента завершения геологоразведки до окончания предварительных работ, однозначно сказать нельзя: это зависит от инвестиций в будущий карьер, характера местности, климатических и погодных факторов.

    Карьерный экскаватор

    При добыче полезных ископаемых открытым способом — будь то залежи угля, марганца, руд, содержащих металлы, — широко используют карьерные экскаваторы — машины циклического действия, малосвязные или черпающие разрушенные породы и перемещающие их последовательно, прерывая копание на время перемещения породы. Вскрытие месторождений, выемка минералов и их последующая погрузка в транспортные средства — основные функции этих машин. Наряду с гигантскими многоковшовыми шагающими экскаваторами, роторными и канатными электрическими машинами наибольшее распространение при разработках открытым способом получили гидравлические карьерные экскаваторы на гусеничном ходу. Характерный образец машин этого типа — Liebherr R9250. Оснащенный ковшом объемом 15 кубометров, он отлично подходит для работы с самосвалами 100-тонного класса. В зависимости от условий работы модель оснащается дизельной либо электрической силовой установкой мощностью 287 л.с.. Скорость вращения поворотного мотора — 8 оборотов в минуту. Машина может оснащаться как прямой, так и обратной лопатой и способна работать даже при экстремально низких температурах: до минус 40—50 градусов Цельсия. У модели  R9250, как и у других машин семейства экскаваторов Liebherr, низкий центр тяжести и большая глубина копания: 8,7 метра. Полная масса машины — 253,5 тонны.

    Собственно разработка карьера начинается со вскрышных работ.

    Необходимо удалить поверхностный, пустой слой породы, под которой находятся залежи полезных ископаемых. Для этого слоями удаляется грунт, в результате чего по периметру будущего карьера образуется каскад уступов. Если раньше для этих целей широко применялись буровзрывные работы, то сегодня для вскрышных работ чаще используется специальная техника, прежде всего — экскаваторы и погрузчики, а для вывоза пустой породы — карьерные самосвалы. Чем тоньше поверхностный слой — тем более эффективны горные работы: эффективность разработки открытым способом определяется соотношением перемещенной пустой породы к результату добычи. Количество кубических метров снятого грунта делится на тоннаж изъятого ископаемого.

    Карьерный погрузчик
    Обладающие куда более внушительными размерами, чем их строительные собратья, эти землеройно-транспортные машины на колесном или гусеничном ходу имеют в качестве главного рабочего органа ковш вместимостью до 10 кубометров и более, шарнирно закрепленный на конце стрелы и разгружающийся вперед. К функциям карьерных погрузчиков относятся рыхлительные и бульдозерные работы, резка и транспортировка породы, а также ее загрузка в кузов самосвала. 
    Современные машины этого типа имеют эксплуатационную массу до 62 тонн. Кроме фронтального ковша в качестве сменного оборудования для карьерных погрузчиков используются бульдозерный нож, рыхлитель, грузоподъемная платформа и другие агрегаты.
    Яркий представитель семейства карьерных погрузчиков — модель именитого японского производителя спецтехники Komatsu WA600-8. Этот карьерный погрузчик имеет эксплуатационную массу 55 тонн и оснащен ковшом объема 7,03 кубометра. Оригинальный силовой агрегат погрузчика  SAS6D170E-7 мощностью 529 лошадиных сил соответствует стандартам экологичности Tier 4 Final. По словам компании-разработчика, модель имеет целый ряд улучшений сравнительно с техникой Komatsu предыдущих поколений — в частности, у WA600-8 существенно улучшена обзорность кабины, а кресло оператора снабжено функцией подогрева.

    Та же самая техника используется для непосредственной добычи полезных ископаемых.

    В настоящее время из соображений экономической целесообразности многие процессы автоматизируются — например, все более широкое распространение получают беспилотные самосвалы, не требующие наличия водителя и часто вообще не имеющие кабины; встречаются и объекты, где управление процессом добычи осуществляется полностью дистанционно («умный карьер»). При более высоких первоначальных затратах такой подход гарантирует значительную экономию на оплате труда персонала, а кроме того,  обеспечивает безопасность жизни и здоровья сотрудников добывающего предприятия. Тем не менее даже работа в технически оснащенном карьере по-прежнему считается довольно тяжелой, а порой и экстремальной для человеческого организма и поэтому требует высокой физической и психологической стабильности. В то же время вред от работы в карьере для человеческого организма намного меньше, чем в шахте, а уровень травматизма — существенно ниже.

    Полезные ископаемые, добываемые в карьере, подвергаются дроблению и сортировке на месте либо транспортируются самосвалами в перевалочные пункты и далее — на обогатительные комбинаты. Вывоз породы из карьера осуществляется карьерными самосвалами; наиболее вместительные образцы этой техники способны транспортировать около пятисот тонн груза — однако по дорогам общего пользования эта техника в силу своих габаритов передвигаться не может, поэтому к месту работ ее обычно доставляют в разобранном виде, по железной дороге, автотрассе или морским транспортом.

    Читайте также:  Чем полезна зира и как употреблять

    Карьерный комбайн

    На смену буро-взрывным методам при разработке полезных ископаемых открытым способом все чаще приходят карьерные комбайны, позволяющие не только добывать материал, но и погружать его напрямую в грузовики либо укладывать в отвалы. Если самосвал занят другой работой, срезанная комбайном порода подается по конвейеру и отсыпается в отвал. Именно так работают комбайны компании Wirtgen. В зависимости от угла поворота их конвейера материал может складироваться в один отвал с 3—5 заходов срезания породы. В дальнейшем материал загружается в кузов самосвала с помощью карьерного погрузчика. В зависимости от высоты полученного отвала при помощи фронтального погрузчика возможно выполнять погрузку материала.
    Наиболее производительные карьерные комбайны Wirtgen для разработки мягких и крепких горных пород 4200SM рассчитаны на глубину  фрезерования до 830 и 650 миллиметров при ширине фрезерования 4,2 метра. Кроме своей основной задачи — добычи угля, известняка, боксита, железной руды, фосфатов, горючего сланца, кимберлита, соли — эти карьерные комбайны способны эффективно работать в строительстве, включая дорожное. В частности, этим машинам по силам выполнение таких функций, как прокладка трассы для строительства дорог и сооружения рельсового пути, точное фрезерование траншей, плоскостей и откосов, фрезерование каналов, формирование подошвы тоннеля и восстановление дорог.

    Открытым способом добывают множество ценных ископаемых: уголь, янтарь, мрамор, алмазы — список можно продолжать очень долго. А разработка карьера может продолжаться от нескольких лет до многих десятилетий. Например, разработка карьера Бингем-Каньон в США, штат Юта, глубина котлована которого в настоящее время составляет 1200 метров, продолжается с 1863 года.

    На особенности добычи влияет множество факторов; горняки говорят, что двух идентичных карьеров в принципе не существует. Тем не менее большинство этих сооружений имеет ряд общих элементов; среди них — рабочий и нерабочий борт; дно или подошва — нижняя площадка уступа; нижний и верхний контуры; вскрышные и очистные уступы; площадки (ниже откоса, выше откоса); пункт приема породы; транспортные коммуникации. Периметр подошвы карьера определяется удобством добычи породы и ее погрузки в карьерные самосвалы.

    Карьерный самосвал

    Карьерные самосвалы — разновидность внедорожных машин этого типа, используемых при разработке месторождений открытым способом. Из-за внушительных размеров их эксплуатация на дорогах общего пользования невозможна — и к месту работ их доставляют в разобранном виде. Наиболее целесообразной для тяжелых самосвалов признана схема с двумя осями, с разгрузкой назад, с задним или полным приводом Отдельный подкласс карьерных самосвалов составляют машины шарнирно-сочлененной конструкции, для которых используется трехосная схема. Например, такие, как выпускает южноафриканская компания Bell — каждый пятый шарнирно-сочлененный самосвал в мире сходит с ее конвейера. Главная особенность этой техники — наименьшая масса во всех классах грузоподъемности, что достигается благодаря применению высокопрочного сварного шасси из легированной стали и долговечных, оптимизированных для уменьшения веса, компонентов. Среди других особенностей — мощные двигатели  Mercedes Benz и трансмиссии со встроенным замедлителем ZF и Allison. Одна из популярных моделей — BELL B50D с колесной формулой 6×6 при собственной массе 34,5 тонны способна перевозить 45,4 тонны груза. Она оснащена дизельным двигателем мощностью 523 л.с. и 640-литровым топливным баком. Из систем безопасности самосвала нужно отметить автоматический горный тормоз, функцию быстрой заливки топлива с сухим затвором и мониторинг давления в шинах и защиту кабины от опрокидывания и падающих предметов.

    Как уже было сказано выше, добыча полезных ископаемых не проходит даром для экологии.

    Устройство карьера разрушает ландшафт, складывавшийся веками, а порой и тысячелетиями. Выкорчевываются многие гектары лесов, осушаются озера, производятся взрывные работы, изменяется уровень грунтовых вод. Тысячи кубометров почвы, которые могли бы быть использованы в сельскохозяйственных целях, в ходе вскрышных работ превращаются в отвалы. В зависимости от химического состава грунта отвалы могут содержать элементы, опасные не только для растительного и животного мира, но и для здоровья людей, живущих в близлежащих населенных пунктах. Их жители также страдают от высокого уровня шума, загрязнения сточных вод и выбросов угарного газа от двигателей спецтехники и оборудования.

    Несмотря на то, что добыча полезных ископаемых открытым способом наносит ощутимый вред окружающей среде, вредные последствия от нее можно минимизировать. Для этого выработанные карьеры часто заполняют водой, создавая искусственные водоемы, а на прилегающих территориях проводят рекультивацию, засаживая их деревьями и кустарниками. Что касается отвальных пород, из них нередко получают минеральные удобрения, глинозем, а также некоторые виды строительных материалов. Все эти меры позволяют не только частично компенсировать ущерб, нанесенный природе открытыми разработками, но зачастую и получить экономическую выгоду. В мире год от года растет число предприятий, специализирующихся, занятых окультуриванием территории выработанных карьеров и переработкой отходов добычи.

    Дробильное оборудование

    Нередко первичная переработка полезных ископаемых выполняется непосредственно на месте добычи. Для этого используется различное дробильно-сортировочное оборудование. Например, для обработки известняка и других материалов с невысокой абразивностью хорошо подходят роторные дробилки с горизонтальным валом Telsmith первичного и вторичного дробления. Они сконструированы с большим запасом прочности и имеют цельный массивный ротор, что является их основным преимуществом сравнительно с представленными на рынке аналогами, а также большую камеру дробления, которая обеспечивает высокую производительность и кубовидную форму материала на выходе. Наиболее производительная из дробилок для первичного дробления — Telsmith 6071 с приводом мощностью 800—1500 л.с., которая имеет производительность 1000—2100 тонн в час. Дробилка эксплуатационной массой 89 тонн рассчитана на максимальный размер входящего куска 1422 мм. Из дробилок для вторичного дробления наиболее производительная — Telsmith 5263 с приводом мощностью 300 л.с,; ее производительность достигает 320 тонн в час. Эта модель рассчитана на максимальный размер входящего куска 406 мм; вес дробилки — 22 тонны.

    Источник: https://proteh.org/

    Источник